KR101356339B1 - 자외선 흡수제, 그것을 함유하는 광학 필름, 광학 필름의 제조 방법, 그것을 사용한 편광판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분광 흡수 성능이 우수하고, 착색이 없어 투명성이 우수하며, 블리드 아웃이 적은 자외선 흡수제, 그것을 함유하는 리타데이션의 변동이 적은 광학 필름, 및 그것을 이용하여 장기(長期) 내광성 및 내구성이 우수하고, 더 나아가서는 높은 콘트라스트가 유지된 편광판과 액정 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 광학 필름은 하기 화학식 1로 표시되는 자외선 흡수제를 함유하는 것을 특징으로 한다.

[화학식 1]

자외선 흡수제, 광학 필름, 편광판, 액정 표시 장치, 용융 유연법

Description

자외선 흡수제, 그것을 함유하는 광학 필름, 광학 필름의 제조 방법, 그것을 사용한 편광판 및 액정 표시 장치{ULTRAVIOLET ABSORBER, OPTICAL FILM CONTAINING THE SAME, PROCESS FOR PRODUCING OPTICAL FILM, AND POLARIZER AND LIQUID-CRYSTAL DISPLAY EACH EMPLOYING THE SAME}

본 발명은 특정 구조를 갖는 자외선 흡수제, 그것을 함유하고, 불필요한 착색이 없어 색 재현성이 우수하며, 내구성, 내광성도 우수한 광학 필름, 광학 필름의 제조 방법, 그것을 사용한 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.

광학 필름은 자외선을 포함하는 광에 노출되면 분해가 촉진되어 강도 저하를 야기시키는 동시에, 변색에 의해 투명도가 저하된다는 문제를 안고 있었다.

이 때문에, 높은 투명성이 요구되는 광학 필름에서는, 미리 벤조트리아졸계 화합물 또는 벤조페논계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 살리실산계 화합물의 자외선 흡수제를 혼입시킴으로써 자외선에 따른 열화를 방지하고 있었다.

그러나, 이들 종래의 자외선 흡수제의 대부분은 용해성이 낮기 때문에, 블리드 아웃이 생기기 쉽고, 필름 상에서 석출(析出)되기 쉬우며, 헤이즈가 상승하여 투명성이 저하되고, 더 나아가서는 가열 가공 시의 증산(蒸散)에 의해 첨가량이 감소하여 자외선 흡수능이 저하되는 동시에, 제조 공정이 오염되는 등의 다양한 문제 를 갖고 있었다.

자외선 흡수제에 중합성기를 도입하고, 단독 중합 또는 공중합을 행하여, 자외선 흡수성 폴리머로 함으로써, 그들 결점을 해소하고자 하는 시도가 기재되어 있다(예를 들어, 하기 특허문헌 1 내지 4를 참조).

또한, 광학 필름으로서, 편광판용 보호 필름에 자외선 흡수성 폴리머를 함유시킨 예가 기재되어 있다(예를 들어, 하기 특허문헌 5를 참조).

상기 특허문헌에 기재된 자외선 흡수성 폴리머는 블리드 아웃 및 석출 방지, 증산 방지 등에는 확실히 어느 정도 효과가 있었지만, 자외선 흡수 능력이 충분하지 않아, 원하는 자외선 흡수 성능을 얻기 위해서는 다량의 첨가량이 필요하며, 그들 자외선 흡수성 폴리머를 다량으로 첨가한 경우, 수지와의 상용성이 충분하지 않아 충분한 투명도가 얻어지지 않거나, 또는 필름 자체가 노랗게 착색되어 버리거나, 또는 장기간 보존한 경우, 자외선 흡수 능력이 저하되는 등의 문제를 안고 있어, 광학 필름으로서 실용화하는 것은 곤란했다.

광학 필름에 요구되는 특성으로서는, 380㎚ 이하의 자외광을 충분히 차단하는 동시에, 400㎚보다 장파(長波)의 광을 충분히 투과하는 것이 요구되고 있어, 다양한 자외선 흡수제가 제안되어 있다.

예를 들어, 2'-히드록시페닐벤조트리아졸계 자외선 흡수제에 아미드기, 카르바모일기, 에스테르기, 아실옥시기가 치환된 자외선 흡수제가 기재되어 있고(예를 들어, 하기 특허문헌 6, 7을 참조), 이들 특정 치환기를 갖는 모노머로부터 유도되는 폴리머를 이용함으로써 블리드 아웃의 억제, 증산에 따른 공정 오염의 저감 등 의 효과를 가졌다고 기재되어 있지만(예를 들어, 하기 특허문헌 7을 참조), 효과는 여전히 불충분하여 한층 더 개량이 요망되고 있다.

또한, 고분자 재료의 내후성(耐候性)을 개량하는 방법으로서, 특정 구조를 갖는 고분자 재료 자체에 자외선 흡수제 부분을 화학 결합에 의해 일체로 구성시킨 예가 기재되어 있다(예를 들어, 하기 특허문헌 8을 참조). 특히 광학 용도에 관해서는, 그 상세한 것은 개시되어 있지 않다.

한편, 이들 광학 필름은 지금까지 오로지 용액 유연법에 의해 제조되어 왔다.

용액 유연법은, 셀룰로오스에스테르를 용매에 용해시킨 용액을 유연시켜 필름 형상을 얻은 후, 용매를 증발 및 건조시켜 필름을 얻는다는 제막 방법이다.

용액 유연법에 의해 제막한 필름은 평면성이 높기 때문에, 이것을 사용하여 불균일이 없는 고화질 액정 디스플레이를 얻을 수 있다.

그러나, 용액 유연법은 다량의 유기 용매를 필요로 하여, 환경 부하가 큰 것도 과제로 되고 있었다.

광학 필름은, 그 용해 특성으로부터 환경 부하가 큰 할로겐계 용매를 사용하여 제막되고 있기 때문에, 특히 용제 사용량의 삭감이 요구되고 있어, 용액 유연 제막에 의해 광학 필름을 증산(增産)하는 것은 곤란하게 되었다.

또한, 필름 내부에 잔존하는 용매를 제거해야만 하기 때문에, 건조 라인, 건조 에너지 및 증발한 용매의 회수 및 재생 장치 등 제조 라인에 대한 설비 투자 및 제조 비용이 방대해지고 있어, 이들을 삭감하는 것도 중요한 과제로 되고 있다.

[특허문헌 1] 일본 공개특허 (소)60-38411호 공보

[특허문헌 2] 일본 공개특허 (소)62-181360호 공보

[특허문헌 3] 일본 공개특허 (평)3-281685호 공보

[특허문헌 4] 일본 공개특허 (평)7-90184호 공보

[특허문헌 5] 일본 공개특허 (평)6-148430호 공보

[특허문헌 6] 일본 공개특허 (평)5-781517호 공보

[특허문헌 7] 일본 공개특허2003-113317호 공보

[특허문헌 8] 일본 공개특허 (평)7-118378호 공보

본 발명은 상기 과제를 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 분광 흡수 성능이 우수하고, 착색이 없어 투명성이 우수하며, 블리드 아웃이 적은 자외선 흡수제, 그것을 함유하는 리타데이션의 변동이 적은 광학 필름, 및 그것을 사용하여 장기 내광성 및 내구성이 우수하고, 더 나아가서는 높은 콘트라스트가 유지된 편광판과 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 과제는 이하의 구성에 의해 달성된다.

1. 하기 화학식 1로 표시되는 자외선 흡수제를 함유하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.

[식 중에서, R₁ 및 R₂는 치환기를 나타내고, J₁ 및 J₂는 -CO-, -COO-, -OCO-, -CONR₃-, -NR₄CO-, -SO₂-, -SO₂NR₅- 또는 -NR₆SO₂-를 나타내며, R₃ 내지 R₆은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L₁ 및 L₂는 -O-, -S-, -CO-, -SO₂-, -NR₇-, 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 기로 형성되는 2가의 연결기를 나타내고, R₇은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L₃ 및 L₄는 단결합, 또는 -O-, -S-, -CO-, -SO₂-, -NR₈-, 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 기로 형성되는 2가의 연결기를 나타내고, R₈은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며, X는 탄소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 또한, R₁ 내지 R₈이 치환기를 나타낼 때, 해당 치환기는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아실아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기, 알케닐기, 할로겐 원자, 알키닐기, 복소환기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 알킬술피닐기, 아릴술피닐기, 포스포노기, 아실기, 카르바모일기, 설파모일기, 술폰아미드기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 복소환 옥시기, 실록시기, 아실옥시기, 술폰산기, 술폰산의 염, 아미노카르보닐옥시기, 아미노기, 아닐리노기, 이미드기, 우레이드기, 알콕시카르보닐아미노기, 알콕시카르보 닐기, 아릴옥시카르보닐기, 복소환 티오기, 티오우레이드기, 카르복실기, 카르복실산의 염, 히드록실기, 메르캅토기, 또는 니트로기를 나타낸다. a는 R₁과 L₃, 또는 R₁과 L₄가 동일한 벤젠환 상에 치환되어 있을 때는 0 내지 3의 정수를 나타내고, R₁과 L₃, 또는 R₁과 L₄가 동일한 벤젠환 상에 치환되어 있지 않을 때는 0 내지 4의 정수를 나타낸다. b는 R₂와 L₃, 또는 R₂와 L₄가 동일한 벤젠환 상에 치환되어 있을 때는 0 내지 3의 정수를 나타내고, R₂와 L₃, 또는 R₂와 L₄가 동일한 벤젠환 상에 치환되어 있지 않을 때는 0 내지 4의 정수를 나타낸다. r은 1 또는 2를 나타낸다.]

2. 상기 광학 필름이 상기 화학식 1로 표시되는 자외선 흡수제를 함유하는 셀룰로오스에스테르를 포함하여 이루어진 광학 필름인 것을 특징으로 하는 상기 1에 기재된 광학 필름.

3. 상기 화학식 1로 표시되는 자외선 흡수제의 분자량이 700 내지 1200인 것을 특징으로 하는 상기 1 또는 2에 기재된 광학 필름.

4. 상기 화학식 1로 표시되는 자외선 흡수제가 하기 화학식 2로 표시되는 자외선 흡수제인 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 광학 필름.

[식 중에서, R₁ 및 R₂는 치환기를 나타내고, J₁ 및 J₂는 -CO-, -COO-, -OCO-, -CONR₃-, -NR₄CO-, -SO₂-, -SO₂NR₅- 또는 -NR₆SO₂-를 나타내며, R₃ 내지 R₆은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L₁ 및 L₂는 -O-, -S-, -CO-, -SO₂-, -NR₇-, 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 기로 형성되는 2가의 연결기를 나타내고, R₇은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며, X는 탄소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 또한, R₁ 내지 R₇이 치환기를 나타낼 때, 해당 치환기는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아실아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기, 알케닐기, 할로겐 원자, 알키닐기, 복소환기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 알킬술피닐기, 아릴술피닐기, 포스포노기, 아실기, 카르바모일기, 설파모일기, 술폰아미드기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 복소환 옥시기, 실록시기, 아실옥시기, 술폰산기, 술폰산의 염, 아미노카르보닐옥시기, 아미노기, 아닐리노기, 이미드기, 우레이드기, 알콕시카르보닐아미노기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 복소환 티오기, 티오우레이드기, 카르복실기, 카르복실산의 염, 히드록실기, 메르캅토기 또는 니트로기를 나타낸다. p는 0 내지 4의 정수를 나타내고, q는 0 내지 3의 정수를 나타내며, r은 1 또는 2의 정수를 나타낸다.]

5. 상기 화학식 2로 표시되는 자외선 흡수제가 하기 화학식 3으로 표시되는 자외선 흡수제인 것을 특징으로 하는 상기 4에 기재된 광학 필름.

[식 중에서, R₁ 및 R₂는 치환기를 나타낸다. L₁ 및 L₂는 -O-, -S-, -CO-, -SO₂-, -NR₇-, 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 기로 형성되는 2가의 연결기를 나타내고, R₇은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며, X는 탄소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 또한, R₁, R₂, R₇이 치환기를 나타낼 때, 해당 치환기는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아실아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기, 알케닐기, 할로겐 원자, 알키닐기, 복소환기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 알킬술피닐기, 아릴술피닐기, 포스포노기, 아실기, 카르바모일기, 설파모일기, 술폰아미드기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 복소환 옥시기, 실록시기, 아실옥시기, 술폰산기, 술폰산의 염, 아미노카르보닐옥시기, 아미노기, 아닐리노기, 이미드기, 우레이드기, 알콕시카르보닐아미노기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 복소환 티오기, 티오우레이드기, 카르복실기, 카르복실산의 염, 히드록실기, 메르캅토기 또는 니트로기를 나타낸다. p는 0 내지 4의 정수를 나타내고, q는 0 내지 3의 정수를 나타내며, r은 1 또는 2의 정수를 나타낸다.]

6. 상기 광학 필름이 하기 화학식 4로 표시되는 락톤계 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 광학 필름.

[식 중에서, R₁₂ 내지 R₁₅는 각각 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R₁₆은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며, n은 1 또는 2를 나타낸다. n이 1일 때, R₁₁은 치환기를 나타내고, n이 2일 때, R₁₁은 2가의 연결기를 나타낸다. 또한, R₁₁ 내지 R₁₆이 치환기를 나타낼 때, 해당 치환기는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아실아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기, 알케닐기, 할로겐 원자, 알키닐기, 복소환기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 알킬술피닐기, 아릴술피닐기, 포스포노기, 아실기, 카르바모일기, 설파모일기, 술폰아미드기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 복소환 옥시기, 실록시기, 아실옥시기, 술폰산기, 술폰산의 염, 아미노카르보닐옥시기, 아미노기, 아닐리노기, 이미드기, 우레이드기, 알콕시카르보닐아미노기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 복소환 티오기, 티오우레이드기, 카르복실기, 카르복실산의 염, 히드록실기, 메르캅토기 또는 니트로기를 나타낸다.]

7. 상기 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 광학 필름이 용융 유연법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.

8. 상기 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 광학 필름 또는 상기 7에 기재된 광학 필름의 제조 방법에 의해 얻어진 광학 필름을 편광자의 적어도 한쪽 면에 갖 는 것을 특징으로 하는 편광판.

9. 상기 8에 기재된 편광판을 액정 셀의 적어도 한쪽 면에 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

10. 하기 화학식 3으로 표시되고, 분자량이 700 내지 1200의 범위인 것을 특징으로 하는 자외선 흡수제.

[화학식 3]

[식 중에서, R₁ 및 R₂는 치환기를 나타낸다. L₁ 및 L₂는 -O-, -S-, -CO-, -SO₂-, -NR₇-, 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 기로 형성되는 2가의 연결기를 나타내고, R₇은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며, X는 탄소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 또한, R₁, R₂, R₇이 치환기를 나타낼 때, 해당 치환기는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아실아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기, 알케닐기, 할로겐 원자, 알키닐기, 복소환기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 알킬술피닐기, 아릴술피닐기, 포스포노기, 아실기, 카르바모일기, 설파모일기, 술폰아미드기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 복소환 옥시기, 실록시기, 아실옥시기, 술폰산기, 술폰산의 염, 아미노카르보닐옥시기, 아미노기, 아닐리노기, 이미드기, 우레이드기, 알콕시카르보닐아미노기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르 보닐기, 복소환 티오기, 티오우레이드기, 카르복실기, 카르복실산의 염, 히드록실기, 메르캅토기 또는 니트로기를 나타낸다. p는 0 내지 4의 정수를 나타내고, q는 0 내지 3의 정수를 나타내며, r은 1 또는 2의 정수를 나타낸다.]

즉, 발명자들은 상기 과제를 해결할 수 있는 자외선 흡수제 및 그것을 함유하는 광학 필름에 대해서 예의 검토한 결과, 그 상세한 이유는 해명되지 않았지만, 분자 내에 2개의 2-히드록시페닐벤조트리아졸 골격을 갖고, 그들을 특정 관능기를 함유하는 연결기로 결합시킨 벤조트리아졸계 자외선 흡수제가 분광 흡수 성능이 우수하고, 착색이 없어 투명성이 우수하며, 블리드 아웃이 적은 자외선 흡수제이고, 그것을 함유하는 리타데이션의 변동이 적은 광학 필름이 얻어지는 것을 발견했다.

또한, 본 발명자들은, 얻어진 광학 필름을 사용하면, 장기 내광성 및 내구성이 우수하고, 더 나아가서는 높은 콘트라스트가 유지된 편광판과 액정 표시 장치가 얻어지는 것도 발견했다.

또한, 상세하게는, 본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 분자 내에 2개의 2-히드록시페닐벤조트리아졸 골격을 갖고, 그들을 특정 관능기를 함유하는 연결기로 결합시킨 벤조트리아졸계 자외선 흡수제를 사용한 경우에, 양호한 특성, 예를 들어 블리드 아웃의 억제, 증산에 따른 공정 오염의 저감 등의 효과 또는 편광판, 액정 표시 장치로서의 콘트라스트 향상 등이 가능한 것을 발견하여 본 발명에 이르게 되었다.

<발명의 효과>

본 발명에 의해, 분광 흡수 성능이 우수하고, 착색이 없어 투명성이 우수하 며, 블리드 아웃이 적은 자외선 흡수제, 그것을 함유하는 리타데이션의 변동이 적은 광학 필름, 및 그것을 사용하여 장기 내광성 및 내구성이 우수하고, 더 나아가서는 높은 콘트라스트가 유지된 편광판과 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 예시 화합물 1의 분광 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 예시 화합물 50의 분광 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 본 발명에 대해서 보다 상세하게 설명한다.

(화학식 1 내지 3으로 표시되는 자외선 흡수제)

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, R₁ 및 R₂는 치환기를 나타낸다.

R₁ 및 R₂로 표시되는 치환기로서는 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 알킬기(예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 도데실기, 트리플루오로메틸기 등), 시클로알킬기(예를 들어 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등), 아릴기(예를 들어 페닐기, 나프틸기 등), 아실아미노기(예를 들어 아세틸아미노기, 벤조일아미노기 등), 알킬티오기(예를 들어 메틸티오기, 에틸티오기 등), 아릴티오기(예를 들어 페닐티오기, 나프틸티오기 등), 알케닐기(예를 들어 비닐기, 2-프로페닐기, 3-부테닐기, 1-메틸-3-프로페닐기, 3-펜테닐기, 1-메틸-3-부테닐기, 4-헥세닐기, 시클로헥세닐기 등), 할로겐 원자(예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등), 알키닐기(예를 들어 프로파길 기 등), 복소환기(예를 들어 피리딜기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 이미다졸릴기 등), 알킬술포닐기(예를 들어 메틸술포닐기, 에틸술포닐기 등), 아릴술포닐기(예를 들어 페닐술포닐기, 나프틸술포닐기 등), 알킬술피닐기(예를 들어 메틸술피닐기 등), 아릴술피닐기(예를 들어 페닐술피닐기 등), 포스포노기, 아실기(예를 들어 아세틸기, 피바로일기, 벤조일기 등), 카르바모일기(예를 들어 아미노카르보닐기, 메틸아미노카르보닐기, 디메틸아민카르보닐기, 부틸아미노카르보닐기, 시클로헥실아미노카르보닐기, 페닐아미노카르보닐기, 2-피리딜아미노카르보닐기 등), 설파모일기(예를 들어 아미노술포닐기, 메틸아미노술포닐기, 디메틸아민술포닐기, 부틸아미노술포닐기, 헥실아미노술포닐기, 시클로헥실아미노술포닐기, 옥틸아미노술포닐기, 도데실아미노술포닐기, 페닐아미노술포닐기, 나프틸아미노술포닐기, 2-피리딜아미노술포닐기 등), 술폰아미드기(예를 들어 메탄술폰아미드기, 벤젠술폰아미드기 등), 시아노기, 알콕시기(예를 들어 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기 등), 아릴옥시기(예를 들어 페녹시기, 나프틸옥시기 등), 복소환 옥시기, 실록시기, 아실옥시기(예를 들어 아세틸옥시기, 벤조일옥시기 등), 술폰산기, 술폰산의 염, 아미노카르보닐옥시기, 아미노기(예를 들어 아미노기, 에틸아미노기, 디메틸아미노기, 부틸아미노기, 시클로펜틸아미노기, 2-에틸헥실아미노기, 도데실아미노기 등), 아닐리노기(예를 들어 페닐아미노기, 클로로페닐아미노기, 톨루이디노기, 아니시디노기, 나프틸아미노기, 2-피리딜아미노기 등), 이미드기, 우레이드기(예를 들어 메틸우레이드기, 에틸우레이드기, 펜틸우레이드기, 시클로헥실우레이드기, 옥틸우레이드기, 도데실우레이드기, 페닐우레이드기, 나프틸우레이드기, 2-피리딜아미노우레이드기 등), 알콕시카르보닐아미노기(예를 들어 메톡시카르보닐아미노기, 페녹시카르보닐아미노기 등), 알콕시카르보닐기(예를 들어 메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기, 페녹시카르보닐 등), 아릴옥시카르보닐기(예를 들어 페녹시카르보닐기 등), 복소환 티오기, 티오우레이드기, 카르복실기, 카르복실산의 염, 히드록실기, 메르캅토기, 니트로기 등의 각 기를 들 수 있다. 이들 치환기는 동일한 치환기에 의해 더 치환되어 있을 수도 있다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, R₁로 표시되는 치환기로서, 알킬기가 바람직하고, t-부틸기, t-아밀기, 1,1,3,3-테트라메틸부틸기, 쿠밀기 등의 3급 알킬기가 특히 바람직하다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, R₂로 표시되는 치환기로서, 알킬기, 염소 원자, 알콕시기가 바람직하다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, J₁ 및 J₂는 -CO-, -COO-, -OCO-, -CONR₃-, -NR₄CO-, -SO₂-, -SO₂NR₅- 또는 -NR₆SO₂-를 나타낸다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, J₁ 및 J₂는 -COO- 또는 -OCO-가 바람직하다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, R₃ 내지 R₆은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R₃ 내지 R₆으로 표시되는 치환기로서는, 예를 들어 상기 화학식 1 내지 3에서의 R₁ 및 R₂가 나타내는 치환기와 동일한 기를 들 수 있다. R₃ 내지 R₆으로 표 시되는 치환기는 동일한 치환기에 의해 더 치환되어 있을 수도 있다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, R₃ 내지 R₆은 수소 원자 또는 알킬기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, L₁ 및 L₂는 -O-, -S-, -CO-, -SO₂-, -NR₇-, 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 기로 형성되는 2가의 연결기를 나타낸다.

연결기의 조합은 특별히 한정되지 않지만, 적어도 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기 중의 어느 하나를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, L₁ 및 L₂로 표시되는 알킬렌기로서, 예를 들어 1,2-에틸렌기, 1,2-프로필렌기, 1,3-프로필렌기 등을 들 수 있다.

L₁ 및 L₂로 표시되는 시클로알킬렌기로서는, 예를 들어 1,2-시클로헥실렌기, 1,3-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥실렌기를 들 수 있다.

L₁ 및 L₂로 표시되는 아릴렌기로서는, 예를 들어 1,2-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,4-페닐렌기, 1,4-나프틸렌기, 2,5-나프틸렌기를 들 수 있다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, L₁ 및 L₂가 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기를 나타낼 때, 이들 기는 치환기를 가질 수도 있으며, 치환기로서는, 예를 들어 상기 화학식 1 내지 3에서의 R₁ 및 R₂가 나타내는 치환기와 동일한 기를 들 수 있다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, R₇은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R₇로 표시되는 치환기로서는, 예를 들어 상기 화학식 1 내지 4에서의 R₁ 및 R₂가 나타내는 치환기와 동일한 기를 들 수 있다. R₇로 표시되는 치환기는 동일한 치환기에 의해 더 치환되어 있을 수도 있다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, R₇은 수소 원자 또는 알킬기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.

상기 화학식 1에 있어서, L₃ 및 L₄는 단결합, 또는 -O-, -S-, -CO-, -SO₂-, -NR₈-, 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 기로 형성되는 2가의 연결기를 나타낸다.

L₃ 및 L₄는 단결합, 또는 적어도 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기 중의 어느 하나를 함유하는 2가의 연결기가 바람직하다.

상기 화학식 1에 있어서, L₃ 및 L₄로 표시되는 알킬렌기로서, 예를 들어 1,2-에틸렌기, 1,2-프로필렌기, 1,3-프로필렌기 등을 들 수 있다.

L₁ 및 L₂로 표시되는 시클로알킬렌기로서, 예를 들어 1,2-시클로헥실렌기, 1,3-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥실렌기를 들 수 있다.

L₁ 및 L₂로 표시되는 아릴렌기로서, 예를 들어 1,2-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,4-페닐렌기, 1,4-나프틸렌기, 2,5-나프틸렌기를 들 수 있다.

상기 화학식 1에 있어서, L₃ 및 L₄가 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기를 나타낼 때, 이들 기는 치환기를 가질 수도 있으며, 치환기로서는, 예를 들어 상기 화학식 1 내지 3에서의 R₁ 및 R₂가 나타내는 치환기와 동일한 기를 들 수 있다.

상기 화학식 1에 있어서, R₈은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R₈로 표시되는 치환기로서는, 예를 들어 상기 화학식 1 내지 3에서의 R₁ 및 R₂가 나타내는 치환기와 동일한 기를 들 수 있다. R₈로 표시되는 치환기는 동일한 치환기에 의해 더 치환되어 있을 수도 있다.

상기 화학식 1에 있어서, R₈은 수소 원자 또는 알킬기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.

상기 화학식 1에 있어서, L₃은 단결합을 나타내고, 또한 R₂가 치환하는 벤젠환과 동일한 벤젠환 상에 치환되는 것이 바람직하다.

상기 화학식 1에 있어서, L₄는 단결합을 나타내고, 또한 L₄는 R₂가 치환하는 벤젠환과 동일한 벤젠환 상에 치환되는 것이 바람직하다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X는 탄소 원자 또는 황 원자를 나타낸다.

상기 화학식 1에 있어서, a는 R₁과 L₃, 또는 R₁과 L₄가 동일한 벤젠환 상에 치환되어 있을 때는 0 내지 3의 정수를 나타내고, R₁과 L₃, 또는 R₁과 L₄가 동일한 벤젠환 상에 치환되어 있지 않을 때는 0 내지 4의 정수를 나타낸다. a가 2 이상일 때, 복수의 R₁은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.

상기 화학식 1에 있어서, b는 R₂와 L₃, 또는 R₂와 L₄가 동일한 벤젠환 상에 치환되어 있을 때는 0 내지 3의 정수를 나타내고, R₂와 L₃, 또는 R₂와 L₄가 동일한 벤젠환 상에 치환되어 있지 않을 때는 0 내지 4의 정수를 나타낸다. b가 2 이상일 때, 복수의 R₁은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.

상기 화학식 2 내지 3에 있어서, p는 0 내지 4의 정수를 나타내고, q는 0 내지 3의 정수를 나타낸다. p가 2 이상일 때, 복수의 R₁은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며, q가 2 이상일 때, 복수의 R₂는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, r은 1 또는 2의 정수를 나타낸다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X가 탄소 원자를 나타낼 때, r은 1이 바람직하고, X가 황 원자를 나타낼 때, r은 2가 바람직하다.

다음으로, 본 발명에 따른 자외선 흡수제의 분자량에 대해서 설명한다.

상기 화학식 1 내지 3에 있어서, 자외선 흡수제의 분자량은 특히 제한이 없지만, 분자량은 500 내지 1500의 범위가 바람직하고, 700 내지 1200의 범위가 보다 바람직하며, 800 내지 1000의 범위가 특히 바람직하다. 자외선 흡수제의 분자량이 지나치게 작으면, 필름 표면으로의 삼출(渗出)이 일어나기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않고, 자외선 흡수제의 분자량이 지나치게 크면, 필름을 형성하는 수지와의 상용성이 작아지기 때문에 바람직하지 않아, 상기 분자량의 범위가 바람직하게 사 용된다.

본 발명의 특허청구범위의 청구항 10에서는 상기 화학식 3의 자외선 흡수제의 분자량은 700 내지 1200의 범위이며, 800 내지 1000의 범위가 보다 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 상기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 자외선 흡수제의 구체적인 예를 나타내는데, 본 발명이 이들에 한정되지는 않는다.

본 발명에 따른 화학식 1 내지 3으로 표시되는 자외선 흡수제는, 광학 필름에 사용되는 투명 수지에 혼합할 때에, 필요에 따라 저분자 화합물 또는 고분자 화합물, 무기 화합물 등을 함께 사용할 수도 있다.

예를 들어, 본 발명의 화학식 1 내지 3으로 표시되는 자외선 흡수제와 다른 자외선 흡수제 또는 자외선 흡수성 폴리머를 동시에 다른 투명 폴리머에 혼합하는 것도 바람직한 형태 중의 하나이다.

마찬가지로, 산화 방지제, 가소제, 난연제 등의 첨가제를 동시에 혼합하는 것도 바람직한 형태 중의 하나이다.

광학 필름에 대한 본 발명에 따른 자외선 흡수제의 첨가 방법은, 기재(基材)로 되는 수지 필름 중에 함유시킬 수도 있고, 수지 필름 상에 도포할 수도 있다. 수지 필름 중에 함유시킬 경우, 직접 첨가할 수도 있다.

본 발명에 따른 화학식 1 내지 3으로 표시되는 자외선 흡수제의 사용량은 화합물의 종류, 사용 조건 등에 따라 균일하지 않지만, 수지 필름 1㎡당 0.2 내지 3.0g이 바람직하고, 0.4 내지 2.0이 더 바람직하며, 0.5 내지 1.5가 특히 바람직하다.

또한, 액정 열화 방지의 관점에서 파장 380㎚ 이하의 자외선 흡수 성능이 우수하고, 또한 양호한 액정 표시성의 관점에서 400㎚ 이상의 가시광 흡수가 적은 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 특히 파장 380㎚에서의 투과율이 8% 이하인 것이 바람직하고, 4% 이하가 더 바람직하며, 1% 이하인 것이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 종래 공지의 자외선 흡수제를 함께 사용할 수도 있다.

종래 공지의 자외선 흡수제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 살리실산계 자외선 흡수제(페닐살리실레이트, p-tert-부틸살리실레이트 등) 또는 벤조페논계 자외선 흡수제(2,4-디히드록시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤 조페논 등), 벤조트리아졸계 자외선 흡수제(2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-(3",4",5",6"-테트라히드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2,2-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀), 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-(2-옥틸옥시카르보닐에틸)-페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-(1-메틸-1-페닐에틸)-5'-(1,1,3,3- 테트라메틸부틸)-페닐)벤조트리아졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직쇄 및 측쇄 도데실)-4-메틸페놀, 옥틸-3-[3-tert-부틸-4-히드록시-5-(클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐]프로피오네이트와 2-에틸헥실-3-[3-tert-부틸-4-히드록시-5-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐]프로피오네이트의 혼합물 등), 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제(2'-에틸헥실-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트, 에틸-2-시아노-3-(3',4'-메틸렌디옥시페닐)-아크릴레이트 등), 트리아진계 자외선 흡수제, 또는 일본 공개특허 (소)58-185677호 공보, 일본 공개특허 (소)59-149350호 공보에 기재된 화합물, 니켈 착염계 화합물, 무기 분체 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 자외선 흡수제와 함께 사용되는 종래 공지의 자외선 흡수제로서는, 투명성이 높고, 편광판이나 액정 소자의 열화를 방지하는 효과가 우수한 벤조트리아졸계 자외선 흡수제나 트리아진계 자외선 흡수제가 바람직하며, 분광 흡수 스펙트럼이 보다 적절한 벤조트리아졸계 자외선 흡수제가 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 자외선 흡수제와 함께 특히 바람직하게 사용되는 종래 공지의 벤조트리아졸계 자외선 흡수제는 비스화한 것일 수도 있고, 예를 들어 6,6'-메틸렌비스(2-(2H-벤조[d][1,2,3]트리아졸-2-일)-4-(2,4,4-트리메틸펜탄-2-일)페놀), 6,6'-메틸렌비스(2-(2H-벤조[d][1,2,3]트리아졸-2-일)-4-(2-히드록시에틸)페놀) 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명에서는 종래 공지의 자외선 흡수성 폴리머와 조합하여 사용할 수도 있다. 종래 공지의 자외선 흡수성 폴리머로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 RUVA-93(오츠카화학 제조)을 단독 중합시킨 폴리머 및 RUVA-93과 다른 모노머를 공중합시킨 폴리머 등을 들 수 있다. 구체적으로는, RUVA-93과 메틸메타크릴레이트를 3:7의 비(질량비)로 공중합시킨 PUVA-30M, 5:5의 비(질량비)로 공중합시킨 PUVA-50M 등을 들 수 있다. 더 나아가서는, 일본 공개특허2003-113317호 공보에 기재된 폴리머 등을 들 수 있다.

또한, 시판품으로서, 티누빈(TINUVIN) 326, 티누빈(TINUVIN) 109, 티누빈(TINUVIN) 171, 티누빈(TINUVIN) 900, 티누빈(TINUVIN) 928, 티누빈(TINUVIN) 360(모두 치바스페셜티케미컬사 제조), LA31(아사히전화사 제조), Sumisorb 250(스미토모화학사 제조)을 들 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 자외선 흡수제와 함께 사용할 수 있는 종래 공지의 자외선 흡수제에 대해서 설명했지만, 본 발명에 따른 자외선 흡수제를 사용하지 않고 종래 공지의 자외선 흡수제만을 사용한 경우는, 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 해결할 수는 없다.

(화학식 4로 표시되는 락톤계 화합물)

본 발명의 광학 필름은 상기 화학식 4로 표시되는 락톤계 화합물을 함유하는 것이 특히 바람직하다.

화학식 4에 있어서, R₁₂ 내지 R₁₅는 각각 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R₁₂ 내지 R₁₅로 나타내는 치환기는, 상기 화학식 1 내지 3에 있어서, R₁ 및 R₂로 표시되는 치환기와 동일한 기를 들 수 있다.

화학식 4에 있어서, R₁₂ 내지 R₁₅는 수소 원자 또는 알킬기가 바람직하다.

화학식 4에 있어서, R₁₆은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며, R₁₆으로 표시되는 치환기는, 상기 화학식 1 내지 3에 있어서, R₁ 및 R₂로 표시되는 치환기와 동일한 기를 들 수 있다.

화학식 4에 있어서, R₁₆은 수소 원자가 바람직하다.

화학식 4에 있어서, n은 1 또는 2를 나타낸다.

화학식 4에 있어서, n이 1일 때, R₁₁은 치환기를 나타내고, n이 2일 때, R₁₁은 2가의 연결기를 나타낸다. R₁₁이 치환기를 나타낼 때, 치환기로서는, 상기 화학식 1 내지 3에 있어서, R₁ 및 R₂가 나타내는 치환기와 동일한 기를 들 수 있다.

R₁₁은 2가의 연결기를 나타낼 때, 2가의 연결기로서, 예를 들어 치환기를 가져도 되는 알킬렌기, 치환기를 가져도 되는 아릴렌기, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 또는 이들 연결기의 조합을 들 수 있다.

화학식 4에 있어서, n은 1이 바람직하고, 그 때의 R₁₁은 치환 또는 비치환의 페닐기가 바람직하다.

이하, 본 발명에 바람직하게 사용되는 상기 화학식 4로 표시되는 화합물의 구체적인 예를 나타내는데, 본 발명이 이들에 한정되지는 않는다.

이들 안정제는 각각 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있고, 그 배합량은 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 적절히 선택되는데, 셀룰로오스에스테르 100 질량부에 대하여 통상 0.001 내지 10.0 질량부, 바람직하게는 0.01 내지 5.0 질량부, 더 바람직하게는 0.1 내지 3.0 질량부이다.

(광학 필름)

다음으로, 본 발명의 광학 필름의 상세에 대해서 설명한다.

본 발명에 있어서 광학 필름은, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 각종 표시 장치에 사용되는 기능 필름을 의미하며, 상세하게는 액정 표시 장치용의 편광판 보호 필름, 위상차 필름, 반사 방지 필름, 휘도 향상 필름, 하드코팅 필름, 방현 필름, 대전 방지 필름, 시야각 확대 등의 광학 보상 필름 등을 포함한다.

본 발명의 광학 필름의 기재로 되는 수지 필름에 사용되는 수지로서는, 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 아크릴계 수지, 올레핀계 수지(노르보넨계 수지, 환상 올레핀계 수지, 환상 공액 디엔계 수지, 비닐 지환식 탄화수소계 수지 등) 등을 들 수 있다. 그 중에서, 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 환상 올레핀계 수지가 바람직하며, 셀룰로오스에스테르계 수지가 가장 바람직하다.

또한, 이들 수지는 병용하여 사용할 수 있으며, 예를 들어 셀룰로오스에스테르계 수지 이외에, 셀룰로오스에테르계 수지, 비닐계 수지(폴리아세트산비닐계 수지, 폴리비닐알코올계 수지 등도 포함함), 환상 올레핀 수지, 폴리에스테르계 수지(방향족 폴리에스테르, 지방족 폴리에스테르, 또는 그들을 포함하는 공중합체), 아크릴계 수지(공중합체도 포함함) 등을 함유시킬 수 있다. 셀룰로오스에스테르 이외의 수지의 함유량으로서는 0.1 내지 30 질량%가 바람직하다.

본 발명에 따른 광학 필름은 편광판 보호 필름, 위상차 필름, 광학 보상 필름에 바람직하게 사용되고, 특히 편광판 보호 필름에 바람직하게 사용된다.

본 발명의 광학 필름은, 기재로서 상기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 자외선 흡수제를 함유하는 광학 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

(광학용 광학 필름의 제조 방법)

이어서, 본 발명의 가장 바람직한 형태인 셀룰로오스에스테르로 이루어진 광학 필름의 제조 방법에 대해서 설명한다.

본 발명에 사용되는 광학 필름은 용액 유연법, 용융 유연법에 의해 제조된다.

용액 유연법은 셀룰로오스에스테르를 용매 중에 용해시킨 용액(도프)을 지지체 상에 유연시키고, 용매를 증발시켜 필름을 형성한다.

용융 유연법에서는, 셀룰로오스에스테르를 가열에 의해 용융시킨 것(멜트)을 지지체 상에 유연시켜 필름을 형성한다.

용융 유연법은 필름 제조 시의 유기 용매 사용량을 대폭으로 적게 할 수 있어, 종래의 유기 용매를 다량으로 사용하는 용액 유연법과 비교하여 환경 적성이 대폭으로 향상된 필름이 얻어지기 때문에, 본 발명에서는 용융 유연법에 의해 광학 필름을 제조하는 것이 바람직하다.

본 발명에서의 용융 유연은, 용매를 사용하지 않고 셀룰로오스에스테르를 유동성을 나타내는 온도까지 가열 용융시켜 이것을 사용하여 제막하는 방법이며, 예를 들어 유동성의 셀룰로오스에스테르를 다이스로부터 압출시켜 제막하는 방법이다.

또한, 용융 셀룰로오스에스테르를 조제하는 과정의 일부에서 용매를 사용할 수도 있지만, 필름 형상으로 성형을 행하는 용융 제막 프로세스에서는 용매를 사용하지 않고 성형 가공한다.

가열 용융시키는 성형법은 더 상세하게는 용융 압출 성형법, 프레스 성형법, 인플레이션법, 사출 성형법, 블로우 성형법, 연신 성형법 등으로 분류할 수 있다.

이들 중에서, 기계적 강도 및 표면 정밀도 등이 우수한 광학 필름을 얻기 위 해서는, 용융 압출법이 우수하다.

여기서, 필름 구성 재료를 가열하여, 그 유동성을 발현시킨 후, 드럼 또는 엔드리스 벨트(endless belt) 상에 압출시켜 제막한다. 바람직한 제막 공정으로서는, 가열 용융시키는 성형법이다.

(셀룰로오스에스테르)

본 발명의 광학 필름을 구성하는 셀룰로오스에스테르로서는, 용융 제막 가능한 셀룰로오스에스테르이면 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어 방향족 카르복실산에스테르 등도 사용되나, 광학 특성 등이 얻어지는 필름의 특성을 감안하면, 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르에서의 저급 지방산은 탄소 원자수가 5 이하인 지방산을 의미하며, 예를 들어 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스프로피오네이트, 셀룰로오스부틸레이트, 셀룰로오스피발레이트 등을 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르의 바람직한 것으로서 들 수 있다.

탄소 원자수가 6 이상인 지방산으로 치환된 셀룰로오스에스테르에서는, 용융 제막성은 양호하지만, 얻어지는 광학 필름의 역학 특성이 낮아, 실질적으로 광학 필름으로서 사용하는 것이 어렵기 때문이다.

또한, 역학 특성과 용융 제막성의 양쪽을 양립시키기 위해, 예를 들어 일본 공개특허 (평)10-45804호 공보, 일본 공개특허 (평)8-231761호 공보, 미국특허 제2,319,052호 공보 등에 기재되어 있는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 등의 혼합 지방산 에스테르 등을 사용할 수도 있다.

또한, 용액 유연 제막에서 일반적으로 사용되고 있는 셀룰로오스에스테르인 트리아세틸셀룰로오스에 대해서는, 용융 온도보다도 분해 온도가 더 낮은 셀룰로오스에스테르이기 때문에, 용융 제막에는 사용하는 것이 어렵다.

상기 셀룰로오스에스테르 중에서도 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트가 바람직하게 사용된다.

다음으로, 본 발명에 바람직하게 사용되는 셀룰로오스에스테르의 아실기의 치환도에 대해서 설명한다.

셀룰로오스에는 1글루코스 단위의 2위, 3위, 6위에 1개씩, 합계 3개의 수산기가 있으며, 총치환도는 평균적으로 1글루코스 단위에 몇 개의 아실기가 결합되어 있는지를 나타내는 수치이다.

따라서, 최대의 치환도는 3.0이다. 이들 아실기는 글루코스 단위의 2위, 3위, 6위에 평균적으로 치환하고 있을 수도 있고, 분포에 의해 치환하고 있을 수도 있다.

혼합 지방산 에스테르의 치환도로서, 보다 바람직한 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트나 셀룰로오스아세테이트부틸레이트의 저급 지방산 에스테르는 탄소 원자수 2 내지 4의 아실기를 치환기로서 가지며, 아세틸기의 치환도를 X로 하고, 프로피오닐기 또는 부티릴기의 치환도를 Y로 했을 때, 하기 식 (I), (II) 및 (III)을 동시에 만족하는 셀룰로오스에스테르를 포함하는 셀룰로오스 수지이다.

또한, 아세틸기의 치환도와 다른 아실기의 치환도는 ASTM-D817-96에 규정된 방법에 의해 구한 것이다.

식 (I): 2.4≤X+Y≤3.0

식 (II): 0.1≤X≤2.4

식 (III): 0.5≤Y≤2.5

이 중에서, 특히 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트가 바람직하게 사용되며, 그 중에서도 1.0≤X≤2.1이고, 0.6≤Y≤1.5인 것이 바람직하다.

아실기의 치환도가 상이한 셀룰로오스에스테르를 블렌드하여, 광학 필름 전체적으로 상기 범위에 들어가 있을 수도 있다.

상기 아실기로 치환되지 않은 부분은 통상 수산기로서 존재하고 있는 것이다. 이들은 공지의 방법에 의해 합성할 수 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 셀룰로오스에스테르는 50,000 내지 150,000의 수 평균 분자량(Mn)을 갖는 것이 바람직하고, 55,000 내지 120,000의 수 평균 분자량을 갖는 것이 더 바람직하며, 60,000 내지 100,000의 수 평균 분자량을 갖는 것이 가장 바람직하다.

또한, 본 발명에 바람직하게 사용되는 셀룰로오스에스테르는, 중량 평균 분자량(Mw)/수 평균 분자량(Mn) 비가 1.3 내지 5.5인 것이 바람직하게 사용되고, 특히 바람직하게는 1.5 내지 5.0이며, 더 바람직하게는 1.7 내지 3.5이고, 더 바람직하게는 2.0 내지 3.3인 셀룰로오스에스테르가 바람직하게 사용된다.

또한, Mn 및 Mw/Mn은 하기의 요령으로 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography)에 의해 산출했다.

측정 조건은 다음과 같다.

용매: 테트라히드로푸란

장치: HLC-8220(토우소(주) 제조)

칼럼: TSKgel SuperHM-M(토우소(주) 제조)

칼럼 온도: 40℃

시료 농도: 0.1 질량%

주입량: 10㎕

유량: 0.6㎖/min

교정 곡선: 표준 폴리스티렌: PS-1(Polymer Laboratories사 제조) Mw=2,560,000부터 580까지의 9개의 샘플에 의한 교정 곡선을 사용했다.

본 발명에서 바람직하게 사용되는 셀룰로오스에스테르의 원료 셀룰로오스는 목재 펄프일 수도 있고, 목화 린터일 수도 있으며, 목재 펄프는 침엽수 및 활엽수를 모두 사용할 수 있지만, 침엽수가 보다 바람직하다. 제막 시의 박리성 면에서는 목화 린터가 바람직하게 사용된다. 이들로부터 만들어진 셀룰로오스에스테르는 적절히 혼합하거나, 또는 단독으로 사용할 수 있다.

예를 들어, 목화 린터 유래 셀룰로오스에스테르:목재 펄프(침엽수) 유래 셀룰로오스에스테르:목재 펄프(활엽수) 유래 셀룰로오스에스테르의 비율을 100:0:0, 90:10:0, 85:15:0, 50:50:0, 20:80:0, 10:90:0, 0:100:0, 0:0:100, 80:10:10, 85:0:15, 40:30:30으로 하여 사용할 수 있다.

셀룰로오스에스테르는, 예를 들어 원료 셀룰로오스의 수산기를 무수아세트산, 무수프로피온산 및/또는 무수부티르산을 사용하여 통상적인 방법에 의해 아세 틸기, 프로피오닐기 및/또는 부틸기를 상기 범위 내로 치환함으로써 얻어진다.

이와 같은 셀룰로오스에스테르의 합성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 일본 공개특허 (평)10-45804호 공보 또는 일본 공표특허 (평)6-501040호 공보에 기재된 방법을 참고로 하여 합성할 수 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 셀룰로오스에스테르의 알칼리토류 금속 함유량은, 1 내지 50ppm의 범위인 것이 본 발명의 효과를 보다 발휘하는 점에서 바람직하다.

또한, 1 내지 30ppm의 범위가 더 바람직하다.

여기서의 알칼리토류 금속은 Ca, Mg의 총함유량를 의미하는 것이며, X선 광전자 분광 분석 장치(XPS)를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 셀룰로오스에스테르 중의 잔류 황산 함유량은, 황 원소 환산으로 0.1 내지 45ppm의 범위인 것이 본 발명의 효과를 보다 발휘하는 점에서 바람직하다. 이들은 염의 형태로 함유하고 있다고 생각된다.

이것은 세정 횟수가 증가하는 것이 수지에 영향을 주고 있는 것일지도 모르지만 잘 모른다. 또한, 1 내지 30ppm의 범위가 더 바람직하다. 잔류 황산 함유량은 ASTM-D817-96에 규정된 방법에 의해 측정할 수 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 셀룰로오스에스테르 중의 유리산 함유량은, 1 내지 500ppm인 것이 본 발명의 효과를 보다 발휘하는 점에서 바람직하다.

세정에 의해 1ppm 미만으로 하는 것은 곤란하다.

또한, 1 내지 100ppm의 범위인 것이 더 바람직하며, 파단(破斷)하기 어려워 진다. 특히, 1 내지 70ppm의 범위가 바람직하다. 유리산 함유량은 ASTM-D817-96에 규정된 방법에 의해 측정할 수 있다.

합성한 셀룰로오스에스테르의 세정을 용액 유연법에 사용되는 경우에 비하여 더 충분히 행함으로써, 잔류산 함유량을 상기 범위로 할 수 있으며, 용융 유연법에 의해 필름을 제조할 때에, 립부로의 부착이 경감되어 평면성이 우수한 필름이 얻어지고, 치수 변화, 기계 강도, 투명성, 내투습성, Ro 값, Rt 값이 양호한 필름을 얻을 수 있다.

여기서, Ro는 면내 리타데이션을 나타내고, Rt는 두께 방향 리타데이션을 나타낸다.

리타데이션 Ro, Rt는 하기 식에 의해 구해진다.

식 (i): Ro=(nx-ny)×d

식 (ii): Rt=((nx+ny)/2-nz)×d

(식 중에서, nx는 필름 면내의 지상축(遲相軸) 방향의 굴절률, ny는 필름 면내의 진상축(進相軸) 방향의 굴절률, nz는 필름의 두께 방향의 굴절률(굴절률은 23℃, 55%RH의 환경 하, 파장 590㎚에서 측정), d는 필름의 두께(㎚)를 나타낸다.)

또한, 셀룰로오스에스테르의 세정은, 물 이외에, 메탄올, 에탄올과 같은 빈용매, 또는 결과적으로 빈용매이면 빈용매와 양용매의 혼합 용매를 사용할 수 있으며, 잔류산 이외의 무기물, 저분자의 유기 불순물을 제거할 수 있다.

또한, 셀룰로오스에스테르의 세정은 힌더드아민, 아인산에스테르와 같은 산화 방지제의 존재 하에서 행하는 것이 바람직하며, 셀룰로오스에스테르의 내열성, 제막 안정성이 향상된다.

또한, 셀룰로오스에스테르의 내열성, 기계 물성, 광학 물성 등을 향상시키기 위해, 셀룰로오스에스테르의 양용매에 용해시킨 후, 빈용매 중에 재침전시켜, 셀룰로오스에스테르의 저분자량 성분, 기타 불순물을 제거할 수 있다. 이 때, 상술한 셀룰로오스에스테르의 세정과 동일하게, 산화 방지제의 존재 하에서 행하는 것이 바람직하다.

또한, 셀룰로오스에스테르의 재침전 처리 후, 다른 폴리머 또는 저분자 화합물을 첨가할 수도 있다.

(가소제)

본 발명의 광학 필름에는 가소제를 첨가할 수 있다.

일반적으로, 가소제는 일반적으로는 고분자 중에 첨가함으로써 취약성을 개량하거나, 유연성을 부여하는 효과가 있는 첨가제인데, 예를 들어 본 발명에서의 바람직한 형태의 셀룰로오스에스테르의 경우, 단독에서의 용융 온도보다도 용융 온도를 저하시키기 위해, 또한 동일한 가열 온도에 있어서 셀룰로오스 수지 단독보다도 가소제를 포함하는 필름 구성 재료의 용융 점도를 저하시키기 위해, 가소제를 첨가한다.

또한, 셀룰로오스에스테르의 친수성을 개선하여 광학 필름의 투습도를 개선하기 위해서도 첨가되기 때문에, 투습 방지제로서의 기능을 갖는다.

여기서, 필름 구성 재료의 용융 온도는, 해당 재료가 가열되어 유동성이 발현된 상태의 온도를 의미한다. 셀룰로오스에스테르를 용융 유동시키기 위해서는, 적어도 유리 전이 온도보다도 높은 온도로 가열할 필요가 있다.

유리 전이 온도 이상에서는, 열량의 흡수에 의해 탄성률 또는 점도가 저하되어 유동성이 발현된다.

그러나, 셀룰로오스에스테르에서는 고온 하에서는 용융과 동시에 열분해에 의해 셀룰로오스에스테르의 분자량 저하가 발생하여, 얻어지는 필름의 역학 특성 등에 악영향을 미치는 경우가 있기 때문에, 가능한 한 낮은 온도에서 셀룰로오스에스테르를 용융시킬 필요가 있다.

광학 필름 구성 재료의 용융 온도를 저하시키기 위해서는, 셀룰로오스에스테르의 유리 전이 온도보다도 낮은 융점 또는 유리 전이 온도를 갖는 가소제를 첨가함으로써 달성할 수 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 광학용 광학 필름은, 가소제를 바람직하게는 1 내지 25 질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 광학 필름이다. 본 발명의 효과를 보다 발휘하는 점에서 바람직하다.

보다 바람직하게는 가소제를 3 내지 20 질량% 함유하는 광학 필름이며, 더 바람직하게는 5 내지 15 질량% 함유하는 광학 필름이다.

본 발명에서는, 다가 알코올과 1가의 카르복실산으로 이루어진 에스테르계 가소제, 다가 카르복실산과 1가의 알코올로 이루어진 에스테르계 가소제는 셀룰로오스에스테르와 친화성이 높아 바람직하다.

본 발명에 있어서 바람직하게 사용되는 에스테르계 가소제의 원료인 다가 알코올의 예로서는, 예를 들어 다음과 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명이 이들에 한 정되지는 않는다.

아도니톨, 아라비톨, 에틸렌글리콜, 글리세린, 디글리세린, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 디부틸렌글리콜, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 헥산트리올, 갈락티톨, 만니톨, 3-메틸펜탄-1,3,5-트리올, 피나콜, 소르비톨, 트리메틸올프로판, 디트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 자일리톨 등을 들 수 있다.

특히, 에틸렌글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판이 바람직하다.

다가 알코올에스테르계의 하나인 에틸렌글리콜에스테르계의 가소제로서는, 구체적으로는 에틸렌글리콜디아세테이트, 에틸렌글리콜디부틸레이트 등의 에틸렌글리콜알킬에스테르계의 가소제, 에틸렌글리콜디시클로프로필카르복실레이트, 에틸렌글리콜디시클로헥실카르복실레이트 등의 에틸렌글리콜시클로알킬에스테르계의 가소제, 에틸렌글리콜디벤조에이트, 에틸렌글리콜디4-메틸벤조에이트 등의 에틸렌글리콜아릴에스테르계의 가소제를 들 수 있다.

이들 알킬레이트기, 시클로알킬레이트기, 아릴레이트기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며, 더 치환되어 있을 수도 있다.

또한, 알킬레이트기, 시클로알킬레이트기, 아릴레이트기의 혼합물일 수도 있고, 또한 이들 치환기끼리가 공유결합에 의해 결합되어 있을 수도 있다.

또한, 에틸렌글리콜부도 치환되어 있을 수도 있으며, 에틸렌글리콜에스테르 의 부분 구조가 폴리머의 일부, 또는 규칙적으로 펜던트되어 있을 수도 있고, 또한 산화 방지제, 산소거제, 자외선 흡수제 등의 첨가제의 분자 구조의 일부에 도입되어 있을 수도 있다.

다가 알코올에스테르계의 하나인 글리세린에스테르계의 가소제로서는, 구체적으로는 트리아세틴, 트리부틸린, 글리세린디아세테이트카프릴레이트, 글리세린올레이트프로피오네이트 등의 글리세린알킬에스테르, 글리세린트리시클로프로필카르복실레이트, 글리세린트리시클로헥실카르복실레이트 등의 글리세린시클로알킬에스테르, 글리세린트리벤조에이트, 글리세린4-메틸벤조에이트 등의 글리세린아릴에스테르, 디글리세린테트라아세틸레이트, 디글리세린테트라프로피오네이트, 디글리세린아세테이트트리카프릴레이트, 디글리세린테트라라우레이트 등의 디글리세린알킬에스테르, 디글리세린테트라시클로부틸카르복실레이트, 디글리세린테트라시클로펜틸카르복실레이트 등의 디글리세린시클로알킬에스테르, 디글리세린테트라벤조에이트, 디글리세린3-메틸벤조에이트 등의 디글리세린아릴에스테르 등을 들 수 있다.

이들 알킬레이트기, 시클로알킬카르복실레이트기, 아릴레이트기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며, 더 치환되어 있을 수도 있다.

또한, 알킬레이트기, 시클로알킬카르복실레이트기, 아릴레이트기의 혼합물일 수도 있고, 또한 이들 치환기끼리가 공유결합에 의해 결합되어 있을 수도 있다.

또한, 글리세린, 디글리세린부도 치환되어 있을 수도 있으며, 글리세린에스테르, 디글리세린에스테르의 부분 구조가 폴리머의 일부, 또는 규칙적으로 펜던트되어 있을 수도 있고, 또한 산화 방지제, 산소거제, 자외선 흡수제 등의 첨가제의 분자 구조의 일부에 도입되어 있을 수도 있다.

그 밖의 다가 알코올에스테르계의 가소제로서는, 구체적으로는 일본 공개특허2003-12823호 공보의 단락 30 내지 33에 기재된 다가 알코올에스테르계 가소제를 들 수 있다.

이들 알킬레이트기, 시클로알킬카르복실레이트기, 아릴레이트기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며, 더 치환되어 있을 수도 있다. 또한, 알킬레이트기, 시클로알킬카르복실레이트기, 아릴레이트기의 혼합물일 수도 있고, 또한 이들 치환기끼리가 공유결합에 의해 결합되어 있을 수도 있다.

또한, 다가 알코올부도 치환되어 있을 수도 있으며, 다가 알코올의 부분 구조가 폴리머의 일부, 또는 규칙적으로 펜던트되어 있을 수도 있고, 또한 산화 방지제, 산소거제, 자외선 흡수제 등의 첨가제의 분자 구조의 일부에 도입되어 있을 수도 있다.

상기 다가 알코올과 1가의 카르복실산으로 이루어진 에스테르계 가소제 중에서는, 알킬 다가 알콜아릴에스테르가 바람직하고, 구체적으로는 상기 에틸렌글리콜디벤조에이트, 글리세린트리벤조에이트, 디글리세린테트라벤조에이트, 일본 공개특허2003-12823호 공보의 단락 31에 기재된 예시 화합물 16을 들 수 있다.

다가 카르복실산에스테르계의 하나인 디카르복실산에스테르계의 가소제로서는, 구체적으로는 디도데실말로네이트, 디옥틸아디페이트, 디부틸세바케이트 등의 알킬디카르복실산알킬에스테르계의 가소제, 디시클로펜틸숙시네이트, 디시클로헥실아디페이트 등의 알킬디카르복실산시클로알킬에스테르계의 가소제, 디페닐숙시네이 트, 디4-메틸페닐글루타레이트 등의 알킬디카르복실산아릴에스테르계의 가소제, 디헥실-1,4-시클로헥산디카르복실레이트, 디데실비시클[2.2.1]헵탄-2,3-디카르복실레이트 등의 시클로알킬디카르복실산알킬에스테르계의 가소제, 디시클로헥실-1,2-시클로부탄디카르복실레이트, 디시클로프로필-1,2-시클로헥실디카르복실레이트 등의 시클로알킬디카르복실산시클로알킬에스테르계의 가소제, 디페닐-1,1-시클로프로필디카르복실레이트, 디2-나프틸-1,4-시클로헥산디카르복실레이트 등의 시클로알킬디카르복실산아릴에스테르계의 가소제, 디에틸프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트 등의 아릴디카르복실산알킬에스테르계의 가소제, 디시클로프로필프탈레이트, 디시클로헥실프탈레이트 등의 아릴디카르복실산시클로알킬에스테르계의 가소제, 디페닐프탈레이트, 디4-메틸페닐프탈레이트 등의 아릴디카르복실산아릴에스테르계의 가소제를 들 수 있다.

이들 알콕시기, 시클로알콕시기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며, 또한 일 치환일 수도 있고, 이들 치환기는 더 치환되어 있을 수도 있다. 알킬기, 시클로알킬기는 혼합물일 수도 있고, 또한 이들 치환기끼리가 공유결합에 의해 결합되어 있을 수도 있다.

또한, 프탈산의 방향환도 치환되어 있을 수도 있고, 다이머, 트리머, 테트라머 등의 다량체일 수도 있다. 또한, 프탈산에스테르의 부분 구조가 폴리머의 일부, 또는 규칙적으로 폴리머에 펜던트되어 있을 수도 있고, 산화 방지제, 산소거제, 자외선 흡수제 등의 첨가제의 분자 구조의 일부에 도입되어 있을 수도 있다.

그 밖의 다가 카르복실산에스테르계의 가소제로서는, 구체적으로는 트리도데 실트리카르바레이트, 트리부틸-meso-부탄-1,2,3,4-테트라카르복실레이트 등의 알킬 다가 카르복실산알킬에스테르계의 가소제, 트리시클로헥실트리카르바레이트, 트리시클로프로필-2-히드록시-1,2,3-프로판트리카르복실레이트 등의 알킬 다가 카르복실산시클로알킬에스테르계의 가소제, 트리페닐2-히드록시-1,2,3-프로판트리카르복실레이트, 테트라3-메틸페닐테트라히드로푸란-2,3,4,5-테트라카르복실레이트 등의 알킬 다가 카르복실산아릴에스테르계의 가소제, 테트라헥실-1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실레이트, 테트라부틸-1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실레이트 등의 시클로알킬 다가 카르복실산알킬에스테르계의 가소제, 테트라시클로프로필-1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실레이트, 트리시클로헥실-1,3,5-시클로헥실트리카르복실레이트 등의 시클로알킬 다가 카르복실산시클로알킬에스테르계의 가소제, 트리페닐-1,3,5-시클로헥실트리카르복실레이트, 헥사4-메틸페닐-1,2,3,4,5,6-시클로헥실헥사카르복실레이트 등의 시클로알킬 다가 카르복실산아릴에스테르계의 가소제, 트리도데실벤젠-1,2,4-트리카르복실레이트, 테트라옥틸벤젠-1,2,4,5-테트라카르복실레이트 등의 아릴 다가 카르복실산알킬에스테르계의 가소제, 트리시클로펜틸벤젠-1,3,5-트리카르복실레이트, 테트라시클로헥실벤젠-1,2,3,5-테트라카르복실레이트 등의 아릴 다가 카르복실산시클로알킬에스테르계의 가소제, 트리페닐벤젠-1,3,5-테트라카르복실레이트, 헥사4-메틸페닐벤젠-1,2,3,4,5,6-헥사카르복실레이트 등의 아릴 다가 카르복실산아릴에스테르계의 가소제를 들 수 있다.

이들 알콕시기, 시클로알콕시기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며, 또한 일 치환일 수도 있고, 이들 치환기는 더 치환되어 있을 수도 있다.

알킬기, 시클로알킬기는 혼합물일 수도 있고, 또한 이들 치환기끼리가 공유결합에 의해 결합되어 있을 수도 있다. 또한, 프탈산의 방향환도 치환되어 있을 수도 있고, 다이머, 트리머, 테트라머 등의 다량체일 수도 있다.

또한, 프탈산에스테르의 부분 구조가 폴리머의 일부, 또는 규칙적으로 폴리머에 펜던트되어 있을 수도 있고, 산화 방지제, 산소거제, 자외선 흡수제 등의 첨가제의 분자 구조의 일부에 도입되어 있을 수도 있다.

상기 다가 카르복실산과 1가의 알코올로 이루어진 에스테르계 가소제 중에서는, 알킬디카르복실산알킬에스테르가 바람직하고, 구체적으로는 상기 디옥틸아디페이트를 들 수 있다.

본 발명에 사용되는 기타 가소제로서는, 인산에스테르계 가소제, 탄수화물에스테르계 가소제, 폴리머 가소제 등을 들 수 있다.

인산에스테르계의 가소제로서는, 구체적으로는 트리아세틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등의 인산알킬에스테르, 트리시클로벤틸포스페이트, 시클로헥실포스페이트 등의 인산시클로알킬에스테르, 트리페닐포스페이트, 트리크레딜포스페이트, 크레딜페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 디페닐비페닐포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리나프틸포스페이트, 트리크실릴포스페이트, 트리스오르토-비페닐포스페이트 등의 인산아릴에스테르를 들 수 있다. 이들 치환기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며, 더 치환되어 있을 수도 있다. 또한, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기의 혼합물일 수도 있고, 또한 치환기끼리가 공유결합에 의해 결합되어 있을 수도 있다.

또한, 에틸렌비스(디메틸포스페이트), 부틸렌비스(디에틸포스페이트) 등의 알킬렌비스(디알킬포스페이트), 에틸렌비스(디페닐포스페이트), 프로필렌비스(디나프틸포스페이트) 등의 알킬렌비스(디아릴포스페이트), 페닐렌비스(디부틸포스페이트), 비페닐렌비스(디옥틸포스페이트) 등의 아릴렌비스(디알킬포스페이트), 페닐렌비스(디페닐포스페이트), 나프틸렌비스(디톨루일포스페이트) 등의 아릴렌비스(디아릴포스페이트) 등의 인산에스테르를 들 수 있다.

이들 치환기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며, 더 치환되어 있을 수도 있다. 또한, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기의 혼합물일 수도 있고, 또한 치환기끼리가 공유결합에 의해 결합되어 있을 수도 있다.

또한, 인산에스테르의 부분 구조가 폴리머의 일부, 또는 규칙적으로 펜던트되어 있을 수도 있고, 또한 산화 방지제, 산소거제, 자외선 흡수제 등의 첨가제의 분자 구조의 일부에 도입되어 있을 수도 있다. 상기 화합물 중에서는 인산아릴에스테르, 아릴렌비스(디아릴포스페이트)가 바람직하고, 구체적으로는 트리페닐포스페이트, 페닐렌비스(디페닐포스페이트)가 바람직하다.

다음으로, 탄수화물에스테르계 가소제에 대해서 설명한다.

탄수화물은 당류가 피라노스 또는 플라노스(6원환 또는 5원환)의 형태로 존재하는 단당류, 2당류 또는 3당류를 의미한다. 탄수화물의 비한정적인 예로서는, 글루코스, 수크로스, 락토스, 셀로비오스, 만노스, 크실로스, 리보스, 갈락토스, 아라비노스, 프럭토스, 솔보스, 셀로트리오스 및 라피노스 등을 들 수 있다.

탄수화물에스테르는 탄수화물의 수산기와 카르복실산이 탈수 축합하여 에스 테르 화합물을 형성한 것을 가리키며, 상세하게는, 탄수화물의 지방족 카르복실산에스테르, 또는 방향족 카르복실산에스테르를 의미한다.

지방족 카르복실산으로서는, 예를 들어 아세트산, 프로피온산 등을 들 수 있고, 방향족 카르복실산으로서는, 예를 들어 벤조산, 톨루일산, 아니스산 등을 들 수 있다.

탄수화물은 그 종류에 따른 수산기의 수를 갖는데, 수산기의 일부와 카르복실산이 반응하여 에스테르 화합물을 형성할 수도 있고, 수산기의 전부와 카르복실산이 반응하여 에스테르 화합물을 형성할 수도 있다.

본 발명에서는, 수산기의 전부와 카르복실산이 반응하여 에스테르 화합물을 형성하는 것이 바람직하다.

탄수화물에스테르계 가소제로서, 구체적으로는 글루코스펜타아세테이트, 글루코스펜타프로피오네이트, 글루코스펜타부틸레이트, 수크로스옥타아세테이트, 수크로스옥타벤조에이트 등을 바람직하게 들 수 있고, 그 중에서 수크로스옥타아세테이트, 수크로스옥타벤조에이트가 보다 바람직하며, 수크로스옥타벤조에이트가 특히 바람직하다.

이들 화합물의 일례를 하기에 예시하지만, 본 발명이 이들에 한정되지는 않는다.

모노펫SB: 다이이치공업제약사 제조

모노펫SOA: 다이이치공업제약사 제조

폴리머 가소제로서는, 구체적으로는 지방족 탄화수소계 폴리머, 지환식 탄화 수소계 폴리머, 폴리아크릴산에틸, 폴리메타크릴산메틸, 메타크릴산메틸과 메타크릴산-2-히드록시에틸의 공중합체, 메타크릴산메틸과 아크릴산메틸과 메타크릴산-2-히드록시에틸의 공중합체 등의 아크릴계 폴리머, 폴리비닐이소부틸에테르, 폴리N-비닐피롤리든 등의 비닐계 폴리머, 폴리스티렌, 폴리4-히드록시스티렌 등의 스티렌계 폴리머, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥시드 등의 폴리에테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리우레아 등을 들 수 있다.

수 평균 분자량은 1000 내지 500000 정도가 바람직하고, 특히 바람직하게는 5000 내지 200000이다. 1000 이하에서는 휘발성에 문제가 생기고, 500000을 초과하면 가소화 능력이 저하되어, 광학 필름의 기계적 성질에 악영향을 미친다. 이들 폴리머 가소제는 1종의 반복 단위로 이루어진 단독 중합체일 수도 있고, 복수의 반복 구조체를 갖는 공중합체일 수도 있다. 또한, 상기 폴리머를 2종 이상 병용하여 사용할 수도 있다.

기타 가소제의 첨가량은 셀룰로오스에스테르 100 질량부에 대하여 통상 0.1 내지 50 질량부, 바람직하게는 1 내지 30 질량부, 더 바람직하게는 3 내지 15 질량부이다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 광학용 광학 필름에 있어서, 다가 알코올과 1가의 카르복실산으로 이루어진 에스테르계 가소제, 다가 카르복실산과 1가의 알코올로 이루어진 에스테르계 가소제를 1 내지 25 질량% 함유하는 것이 바람직하지만, 그 이외의 가소제와 병용할 수도 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 광학용 광학 필름에서는, 다가 알코올과 1가의 카르복실산으로 이루어진 에스테르계 가소제가 더 바람직하며, 3가 이상의 알코올과 1가의 카르복실산으로 이루어진 에스테르계 가소제가 셀룰로오스에스테르에 대한 상용성이 높아 고첨가율로 첨가할 수 있는 특징이 있기 때문에, 다른 가소제나 첨가제를 병용하여도 블리드 아웃을 발생시키지 않고, 필요에 따라 다른 종류의 가소제나 첨가제를 용이하게 병용할 수 있으므로 가장 바람직하다.

(첨가제)

본 발명에 바람직하게 사용되는 광학용 광학 필름에서는, 상기 가소제 이외에도 가소제와 동일한 작용을 나타내는 첨가제를 함유시킬 수 있다.

이들 첨가제로서는, 예를 들어 광학 필름을 가소화할 수 있는 저분자 유기 화합물이면, 가소제와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이들 성분은 가소제와 비교하여 직접 필름을 가소화할 목적으로 첨가되는 것은 아니지만, 양에 따라 상기 가소제와 동일한 작용을 나타낸다.

또한, 본 발명에서는 필름의 색을 조정하기 위해, 예를 들어 청색 염료 등을 첨가제로서 사용할 수도 있다.

바람직한 염료로서, 안트라퀴논계 염료를 들 수 있다. 안트라퀴논계 염료는 안트라퀴논의 1위부터 8위까지의 위치에 임의의 치환기를 가질 수 있다.

바람직한 치환기로서는, 치환되어도 되는 아닐리노기, 히드록실기, 아미노기, 니트로기, 또는 수소 원자를 들 수 있다. 이들 염료의 필름에 대한 첨가량은 필름의 투명성을 유지하기 위해, 0.1 내지 1000㎍/㎡, 바람직하게는 10 내지 100㎍ /㎡이다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 광학용 광학 필름에서는, 페놀계 안정제, 힌더드아민계 안정제, 인계 안정제, 황계 안정제, 락톤계 안정제 중에서 선택되는 적어도 1종, 또는 2종 이상의 안정제를 사용할 수도 있다.

바람직한 페놀계 안정제로서는, 종래 공지의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 2-t-부틸-6-(3-t-부틸-2-히드록시-5-메틸벤질)-4-메틸페닐아크릴레이트, 2,4-디-t-아밀-6-(1-(3,5-디-t-아밀-2-히드록시페닐)에틸)페닐아크릴레이트 등의 일본 공개특허 (소)63-179953호 공보나 일본 공개특허 (평)1-168643호 공보에 기재되는 아크릴레이트계 화합물; 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 테트라키스(메틸렌-3-(3',5'-디-t-부틸-4'-히드록시페닐프로피오네이트)메탄), 즉, 펜타에리트리틸-테트라키스(3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐프로피오네이트)), 트리에틸렌글리콜-비스(3-(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트) 등의 알킬 치환 페놀계 화합물; 6-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸아닐리노)-2,4-비스옥틸티오-1,3,5-트리아진, 4-비스옥틸티오-1,3,5-트리아진, 2-옥틸티오-4,6-비스-(3,5-디-t-부틸-4-옥시아닐리노)-1,3,5-트리아진 등의 트리아진기 함유 페놀계 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 바람직한 힌더드아민계 안정제로서는, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)숙시네이트, 비 스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(N-옥톡시-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(N-벤질옥시-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(N-시클로헥실옥시-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)2-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-2-부틸말로네이트, 비스(1-아크로일-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)2,2-비스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-2-부틸말로네이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)데칸디오에이트, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜메타크릴레이트, 4-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시]-1-[2-(3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시)에틸]-2,2,6,6-테트라메틸 피페리딘, 2-메틸-2-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아미노-N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)프로피온아미드, 테트라키스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)1,2,3,4-부탄테트라카르복실레이트, 테트라키스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)1,2,3,4-부탄테트라카르복실레이트 등을 들 수 있다.

또한, 바람직한 인계 안정제로서는, 일반의 수지 공업에서 통상 사용되는 것이면 특별한 한정은 없으며, 예를 들어 트리페닐포스파이트, 디페닐이소데실포스파이트, 페닐디이소데실포스파이트, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트리스(디노닐페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 10-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 4,4'-부틸리덴-비스(3-메틸-6-t-부틸페닐-디-트리데실포스파이트), 4,4'-이소프로필리덴-비스(페닐-디-알킬(C12 내지 C15)포스파이트) 등의 포스파이트계 화합물, 및 테트라키 스(2,4-디-t-부틸페닐)-4,4'-비페닐렌디포스포나이트, 테트라키스(2,4-디-t-부틸-5-메틸페닐)-4,4'-비페닐렌디포스포나이트 등의 포스포나이트계 화합물 등을 들 수 있다.

보다 바람직한 황계 안정제로서는, 예를 들어 디라우릴3,3-티오디프로피오네이트, 디미리스틸3,3'-티오디프로피오네이트, 디스테아릴3,3-티오디프로피오네이트, 라우릴스테아릴3,3-티오디프로피오네이트, 펜타에리트리톨-테트라키스-(β-라우릴-티오-프로피오네이트), 3,9-비스(2-도데실티오에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸 등을 들 수 있다.

이들 화합물의 일례를 하기에 예시하지만, 본 발명이 이들에 한정되지는 않는다.

IRGANOX 1010: 치바스페셜티케미컬사 제조

IRGAFOS P-EPQ: 치바스페셜티케미컬사 제조

TINUVIN 770: 치바스페셜티케미컬사 제조

TINUVIN 144: 치바스페셜티케미컬사 제조

ADK STABLA LA-52: ADEKA사 제조

PEP-24G: ADEKA사 제조

PEP-36: ADEKA사 제조

Sumiliezer GP: 스미토모화학사 제조

Sumiliezer GM: 스미토모화학사 제조

Sumiliezer GS: 스미토모화학사 제조

Sumiliezer TP-D: 스미토모화학사 제조

GSY-P101: 사카이화학공업사 제조

가열 용융에 의해 광학 필름을 제조할 경우, 셀룰로오스에스테르의 수분 함유량은 3.0 질량% 이하가 바람직하다. 수분 함유량 3.0 질량% 이하의 셀룰로오스에스테르는, 가열 용융되기 전에 1종 이상의 첨가제를 내포하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 첨가제를 내포하고 있다는 것은, 첨가제가 셀룰로오스에스테르 내부에 내포되어 있는 상태뿐만 아니라, 내부 및 표면에 동시에 존재하는 것도 포함하는 것이다.

첨가제를 내포시키는 방법으로서는, 셀룰로오스에스테르를 용매에 용해시킨 후, 이것에 첨가제를 용해 또는 미분산시켜 용매를 제거하는 방법을 들 수 있다. 용매를 제거하는 방법은 공지의 방법을 적용할 수 있으며, 예를 들어 액중 건조법, 기중(氣中) 건조법, 용매 공침법, 동결 건조법, 용액 유연법 등을 들 수 있고, 용매 제거 후의 셀룰로오스에스테르 및 첨가제의 혼합물은 분체(粉體), 과립, 펠릿, 필름 등의 형상으로 조제할 수 있다.

첨가제의 내포는 상술한 바와 같이 셀룰로오스에스테르 고체를 용해시켜 행하지만, 셀룰로오스에스테르의 합성 공정에 있어서 석출 고화와 동시에 행할 수도 있다.

액중 건조법은, 예를 들어 셀룰로오스에스테르 및 첨가제를 용해시킨 용액에 라우릴황산나트륨 등의 활성제 수용액을 가하여 유화(乳化) 분산시킨다.

이어서, 상압 또는 감압 증류시켜 용매를 제거하고, 첨가제를 내포한 셀룰로오스에스테르의 분산물을 얻을 수 있다. 또한, 활성제 제거를 위해, 원심 분리나 디캔테이션(decantation)을 행하는 것이 바람직하다. 유화법으로서는, 각종 방법을 이용할 수 있으며, 초음파, 고속 회전 전단, 고압에 의한 유화 분산 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

초음파에 의한 유화 분산에서는, 소위 회분식과 연속식의 2가지를 사용할 수 있다. 회분식은 비교적 소량의 제작에 적합하고, 연속식은 대량의 제작에 적합하다.

연속식에서는, 예를 들어 UH-600SR(주식회사에스엠티 제조)과 같은 장치를 사용하는 것이 가능하다.

이와 같은 연속식의 경우, 초음파의 조사 시간은 분산실 용적/유속×순환횟수에 의해 구할 수 있다. 초음파 조사 장치가 복수 있을 경우는, 각각의 조사 시간의 합계로서 구해진다. 초음파의 조사 시간은 실제로는 10000초 미만이다.

또한, 10000초 이상 필요하면 공정의 부하가 커서, 실제로는 유화제의 재선택 등에 의해 유화 분산 시간을 짧게 할 필요가 있다. 그 때문에, 10000초 이상은 필요하지 않다. 더 바람직하게는 10 내지 2000초이다.

고속 회전 전단에 의한 유화 분산 장치로서는, 디스퍼 믹서, 호모 믹서, 울트라 믹서 등을 사용할 수 있으며, 이들의 형식은 유화 분산 시의 액점도에 따라 구분하여 사용할 수 있다.

고압에 의한 유화 분산에서는 LAB2000(에스엠티사 제조) 등을 사용할 수 있 는데, 그 유화 및 분산 능력은 시료에 인가되는 압력에 의존한다. 압력은 10⁴ 내지 5×10⁵kPa의 범위가 바람직하다.

활성제로서는, 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제, 양성 계면활성제, 고분자 분산제 등을 사용할 수 있으며, 용매나 목적으로 하는 유화물의 입경에 따라 결정할 수 있다.

기중 건조법은, 예를 들어 GS310(야마토과학사 제조)과 같은 스프레이 드라이어를 사용하여 셀룰로오스에스테르 및 첨가제를 용해시킨 용액을 분무하여 건조시키는 것이다.

용매 공침법은, 셀룰로오스에스테르 및 첨가제를 용해시킨 용액을 셀룰로오스에스테르 및 첨가제에 대하여 빈용매인 것에 첨가하여 석출시키는 것이다.

빈용매는 셀룰로오스에스테르를 용해시키는 상기 용매와 임의로 혼합할 수 있다. 빈용매는 혼합 용매여도 상관없다. 또한, 셀룰로오스에스테르 및 첨가제의 용액 중에 빈용매를 가하여도 상관없다.

석출된 셀룰로오스에스테르 및 첨가제의 혼합물은 여과, 건조시켜 분리할 수 있다.

셀룰로오스에스테르와 첨가제의 혼합물에 있어서, 혼합물 중의 첨가제의 입경은 1㎛ 이하이고, 바람직하게는 500㎚ 이하이며, 더 바람직하게는 200㎚ 이하이다. 첨가제의 입경이 작을수록 용융 성형물의 기계 특성, 광학 특성의 분포가 균일해져 바람직하다.

상기 셀룰로오스에스테르와 첨가제의 혼합물 및 가열 용융 시에 첨가하는 첨가제는, 가열 용융 전 또는 가열 용융 시에 건조되는 것이 바람직하다. 여기서, 건조는, 용융 재료 중의 어느 하나가 흡습된 수분 이외에, 셀룰로오스에스테르와 첨가제의 혼합물의 조제 시에 사용한 물 또는 용매, 첨가제의 합성 시에 혼입되고 있는 용매 중의 어느 하나의 제거를 가리킨다.

이 제거하는 방법은 공지의 건조 방법을 적용할 수 있어 가열법, 감압법, 가열 감압법 등의 방법에 의해 행할 수 있으며, 공기 중 또는 불활성 가스로서 질소를 선택한 분위기 하에서 행할 수도 있다. 이들 공지의 건조 방법을 행할 때, 재료가 분해되지 않는 온도 영역에서 행하는 것이 필름의 품질상 바람직하다.

예를 들어, 상기 건조 공정에서 제거한 후의 잔존하는 수분 또는 용매는 각각 필름 구성 재료의 전체 질량에 대하여 10 질량% 이하, 바람직하게는 5 질량% 이하, 보다 바람직하게는 1 질량% 이하, 더 바람직하게는 0.1 질량% 이하로 하는 것이다.

이 때의 건조 온도는 100℃ 이상 건조시키는 재료의 Tg 이하인 것이 바람직하다. 재료끼리의 융착을 회피하는 관점을 포함시키면, 건조 온도는 보다 바람직하게는 100℃ 이상 (Tg-5)℃ 이하, 더 바람직하게는 110℃ 이상 (Tg-20)℃ 이하이다. 바람직한 건조 시간은 0.5 내지 24시간, 보다 바람직하게는 1 내지 18시간, 더 바람직하게는 1.5 내지 12시간이다. 이들 범위보다도 낮으면 건조도가 낮거나, 또는 건조 시간이 지나치게 소요되는 경우가 있다.

또한, 건조시키는 재료에 Tg가 존재할 때에는, Tg보다도 높은 건조 온도로 가열하면 재료가 융착되어 취급이 곤란해지는 경우가 있다.

건조 공정은 2단계 이상의 분리를 할 수도 있어, 예를 들어 예비 건조 공정에 의한 재료의 보관과, 용융 제막하기 직전 내지 1주일 전의 사이에 행하는 직전 건조 공정을 통하여 용융 제막할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 광학용 광학 필름에는, 매트제로서 미립자를 가하는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용되는 미립자로서는 무기 화합물로서, 예를 들어 이산화규소, 이산화티타늄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 소성 카오린, 소성 규산칼슘, 수화 규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘 및 인산칼슘을 들 수 있다.

이산화규소 미립자의 1차 입자 평균 직경으로서는, 5 내지 16㎚가 바람직하고, 5 내지 12㎚가 보다 바람직하다. 1차 입자의 평균 직경이 작은 것이 헤이즈가 낮아 더 바람직하다. 또한, 외관 비중은 90 내지 200g/L가 바람직하고, 100 내지 200g/L이 더 바람직하다. 외관 비중이 클수록 고농도의 분산액을 만드는 것이 가능해져, 헤이즈, 응집물이 양호화되기 때문에 바람직하다.

매트제의 첨가량은 1㎡당 0.01 내지 1.0g이 바람직하고, 0.03 내지 0.3g이 더 바람직하며, 0.10 내지 0.18g이 특히 바람직하다.

이산화규소 미립자로서는, 예를 들어 일본 아에로질(주) 제조의 아에로질(AEROSIL) 200, 200V, 300, R972, R972V, R974, R202, R812, OX50, TT600, NAX50 등, 니혼쇼쿠바이(주) 제조의 KE-P10, KE-P30, KE-P100, KE-P150 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 아에로질 200V, R972V, NAX50, KE-P30, KE-P100이다. 이들 미립 자는 2종 이상 병용할 수도 있다.

또한, 산화지르코늄의 미립자로서는, 예를 들어 아에로질 R976 및 R811(이상, 일본 아에로질(주) 제조)의 상품명으로 시판되고 있어 사용할 수 있다.

또한, 폴리머의 예로서, 실리콘 수지, 불소 수지 및 아크릴 수지를 들 수 있다. 실리콘 수지가 바람직하며, 특히 삼차원의 메시형 구조를 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 토스펄(Tospearl) 103, 105, 108, 120, 145, 3120 및 240(이상, 도시바실리콘(주) 제조)의 상품명으로 시판되고 있어 사용할 수 있다.

이들 미립자는 통상 평균 입경이 0.01 내지 1.0㎛인 2차 입자를 형성시키는 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.8㎛가 더 바람직하며, 0.2 내지 0.5㎛가 가장 바람직하다. 이들 미립자는 필름 중에서는 1차 입자의 응집체로서 존재하여 필름 표면에 0.01 내지 1.0㎛의 요철을 형성시킨다. 이들 미립자의 함유량은 광학 필름에 대하여 0.005 내지 0.3 질량%가 바람직하고, 0.05 내지 0.2 질량%가 바람직하며, 0.1 내지 0.2 질량%가 가장 바람직하다.

본 발명의 광학용 광학 필름에서는, 배향막을 형성하여 액정층을 설치하고, 광학 필름과 액정층 유래의 리타데이션을 복합화하여 광학 보상 능력을 부여하여, 액정 표시 품질을 향상시키기 위해 이러한 편광판 가공을 행할 수도 있다.

리타데이션을 조절하기 위해 첨가하는 화합물은 유럽특허 제911,656A2호 명세서에 기재되어 있는 바와 같은, 2개 이상의 방향족환을 갖는 방향족 화합물을 리타데이션 제어제로서 사용할 수도 있다.

또한, 2종류 이상의 방향족 화합물을 병용할 수도 있다. 해당 방향족 화합 물의 방향족환에는, 방향족 탄화수소환 이외에, 방향족성 헤테로환을 포함한다. 방향족성 헤테로환인 것이 특히 바람직하고, 방향족성 헤테로환은 일반적으로 불포화 헤테로환이다. 그 중에서도 1,3,5-트리아진환이 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 광학용 광학 필름은, 치수 안정성이, 23℃, 55%RH에 24시간 방치한 필름의 치수를 기준으로 했을 때, 80℃, 90%RH에서의 치수 변동값이 ±1.0% 미만인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.5% 미만이며, 특히 바람직하게는 0.1% 미만이다.

본 발명에 따른 광학용 광학 필름은 편광판의 보호 필름으로서 사용하기 때문에, 광학 필름 자체에 상기 범위 이상의 변동을 가지면, 편광판으로서의 리타데이션의 절대값과 배향각이 당초의 설정과 어긋나서 표시 품질의 향상 능력의 감소 또는 표시 품질의 열화를 야기시키는 경우가 있다.

필름 구성 재료 중의 첨가제의 존재는, 해당 셀룰로오스에스테르, 가소제, 산화 방지제, 기타 필요에 따라 첨가하는 자외선 흡수제나 매트제, 리타데이션 제어제 등 필름을 구성하는 재료의 적어도 1종 이상에 대하여 변질이나 분해에 따른 휘발 성분의 발생을 억제 또는 방지하는 관점에서 우수하다. 또한, 첨가제 자체도 필름 구성 재료의 용융 온도 영역에 있어서 휘발 성분을 발생시키지 않는 것이 요구된다.

필름 구성 재료가 용융될 때의 휘발 성분의 함유량은 1 질량% 이하, 바람직하게는 0.5 질량% 이하, 바람직하게는 0.2 질량% 이하, 더 바람직하게는 0.1 질량% 이하의 것인 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 시차열 질량 측정 장치(세이코전자 공업사 제조 TG/DTA200)를 사용하여 30℃부터 350℃까지의 가열 감량을 구하여, 그 양을 휘발 성분의 함유량으로 한다.

본 발명에 따른 광학용 광학 필름은 연신 조작에 의해 굴절률 제어를 행할 수 있다. 연신 조작으로서는, 셀룰로오스에스테르의 일 방향으로 1.0 내지 2.0배 및 필름 면내에 그것과 직교하는 방향으로 1.01 내지 2.5배 연신시킴으로써 바람직한 범위의 굴절률로 제어할 수 있다.

예를 들어, 필름의 길이 방향 및 그것과 필름 면내에서 직교하는 방향, 즉, 폭 방향으로 대하여 차례로 또는 동시에 연신시킬 수 있다. 이 때, 적어도 일 방향에 대한 연신 배율이 지나치게 작으면 충분한 위상차가 얻어지지 않고, 지나치게 크면 연신이 곤란해져 파단(破斷)이 발생하게 되는 경우가 있다.

예를 들어, 용융 유연된 방향으로 연신시킨 경우, 폭 방향의 수축이 지나치게 크면, 필름의 두께 방향의 굴절률이 지나치게 커지게 된다.

이 경우, 필름의 폭 수축을 억제시키거나, 또는 폭 방향으로도 연신시킴으로써 개선할 수 있다. 폭 방향으로 연신시킬 경우, 폭에서 굴절률에 분포가 생기는 경우가 있다.

이것은 텐터법을 이용한 경우에 나타나는데, 폭 방향으로 연신시킴으로써 필름 중앙부에 수축력이 발생하고, 단부(端部)는 고정되어 있음으로써 생기는 현상으로서, 소위 보잉 현상이라고 불리는 것으로 생각된다.

이 경우에도, 유연 방향으로 연신시킴으로써 보잉 현상을 억제할 수 있고, 폭의 위상차 분포를 적게 개선할 수 있는 것이다.

또한, 서로 직교하는 2축 방향으로 연신시킴으로써, 얻어지는 필름의 막 두께 변동을 감소시킬 수 있다. 광학 필름의 막 두께 변동이 지나치게 크면 위상차의 불균일로 되어, 액정 디스플레이에 사용했을 때 착색 등의 불균일이 문제시되는 경우가 있다.

광학 필름 지지체의 막 두께 변동은 ±3%, ±1%의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.

이상과 같은 목적에 있어서, 서로 직교하는 2축 방향으로 연신시키는 방법은 효과적이며, 서로 직교하는 2축 방향의 연신 배율은, 각각 최종적으로는 유연 방향으로 1.0 내지 2.0배, 폭 방향으로 1.01 내지 2.5배의 범위로 하는 것이 바람직하고, 유연 방향으로 1.01 내지 1.5배, 폭 방향으로 1.05 내지 2.0배의 범위에서 행하는 것이 바람직하다.

응력에 대하여 양의 복굴절을 얻는 셀룰로오스에스테르를 사용할 경우, 폭 방향으로 연신시킴으로써, 광학 필름의 지상축을 폭 방향으로 부여할 수 있다.

이 경우, 본 발명에 있어서, 표시 품질의 향상을 위해서는, 광학 필름의 지상축이 폭 방향에 있는 것이 바람직하고, (폭 방향의 연신 배율)>(유연 방향의 연신 배율)을 만족하는 것이 필요하다.

웨브를 연신시키는 방법에는 특별히 한정은 없다.

예를 들어, 복수의 롤러에 주속차를 부여하고, 그 사이에서 롤러 주속차를 이용하여 종방향으로 연신시키는 방법, 웨브의 양단을 클립이나 핀으로 고정시키고, 클립이나 핀의 간격을 진행 방향으로 넓혀 종방향으로 연신시키는 방법, 마찬 가지로 횡방향으로 넓혀 횡방향으로 연신시키는 방법, 또는 종횡 동시에 넓혀 종횡 양방향으로 연신시키는 방법 등을 들 수 있다.

물론, 이들 방법은 조합하여 사용할 수도 있다. 또한, 소위 텐터법의 경우, 리니어 드라이브 방식에 의해 클립 부분을 구동시키면 원활한 연신을 행할 수 있어, 파단 등의 위험성을 감소시킬 수 있으므로 바람직하다.

제막 공정의 이들 폭 유지 또는 횡방향의 연신은 텐터에 의해 행하는 것이 바람직하며, 핀 텐터일 수도 있고, 클립 텐터일 수도 있다.

본 발명에 따른 광학용 광학 필름을 편광판 보호 필름으로 한 경우, 해당 보호 필름의 두께는 10 내지 500㎛가 바람직하다. 특히 20㎛ 이상, 35㎛ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 150㎛ 이하, 120㎛ 이하가 보다 바람직하다. 특히 바람직하게는 25 내지 90㎛가 바람직하다.

상기 영역으로 하면, 노트북형 퍼스널컴퓨터나 모바일형 전자 기기에 사용하는 액정 표시에서는, 특히 박형 경량의 목적에 적합하다.

한편, 상기 영역으로 하면 리타데이션의 발현, 필름의 투습성이 양호해지고, 편광자에 대하여 습도로부터 보호하는 능력이 양호해져 바람직하다.

본 발명에 따른 광학용 광학 필름의 지상축 또는 진상축이 필름 면내에 존재하고, 제막 방향과의 이루는 각을 θ1로 하면 θ1은 -1 내지 +1°인 것이 바람직하며, -0.5 내지 +0.5°인 것이 보다 바람직하다.

이 θ1은 배향각으로서 정의할 수 있으며, θ1의 측정은 자동복굴절계 KOBRA-21ADH(왕자계측기기)를 사용하여 행할 수 있다.

θ1이 각각 상기 관계를 충족시키는 것은 표시 화상에 있어서 높은 휘도를 얻는 것, 광 누설을 억제 또는 방지하는 것에 기여할 수 있고, 컬러 액정 표시 장치에서는 충실한 색 재현을 얻는 것에 기여할 수 있다.

본 발명에 따른 광학용 광학 필름은 셀룰로오스에스테르 이외의 고분자 재료나 올리고머를 적절히 선택하여 혼합할 수도 있다.

상술한 고분자 재료나 올리고머는 셀룰로오스에스테르와 상용성이 우수한 것이 바람직하고, 필름으로 했을 때의 투과율이 80% 이상, 더 바람직하게는 90% 이상, 더 바람직하게는 92% 이상인 것이 바람직하다.

셀룰로오스에스테르 이외의 고분자 재료나 올리고머의 적어도 1종 이상을 혼합하는 목적은, 가열 용융 시의 점도 제어나 필름 가공 후의 필름 물성을 향상시키기 위해 행하는 의미를 포함하고 있다. 이 경우는, 상술한 기타 첨가제로서 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 광학용 셀룰로오스에스테르 및 첨가제의 혼합물을 열풍 건조 또는 진공 건조시킨 후, 용융 압출시키고, T형 다이로부터 필름 형상으로 압출시켜 정전 인가법 등에 의해 냉각 드럼에 밀착시키고, 냉각 고화시켜 미(未)연신 필름을 얻는다. 냉각 드럼의 온도는 90 내지 150℃로 유지되어 있는 것이 바람직하다.

용융 압출은 1축 압출기, 2축 압출기, 2축 압출기의 하류에 1축 압출기를 더 연결하여 사용할 수도 있지만, 얻어지는 필름의 기계 특성, 광학 특성의 점에서 1축 압출기를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 원료 탱크, 원료의 투입부, 압출기 내라는 원료의 공급, 용융 공정을 질소 가스 등의 불활성 가스에 의해 치환, 또는 감압시키는 것이 바람직하다.

상기 용융 압출 시의 온도는 통상 150 내지 300℃의 범위, 바람직하게는 180 내지 270℃, 더 바람직하게는 200 내지 250℃의 범위이다.

본 발명에 따른 광학용 광학 필름을 편광판 보호 필름으로 하여 편광판을 제작한 경우, 해당 광학 필름은 폭 방향 또는 제막 방향으로 연신 제막된 필름인 것이 특히 바람직하다.

상술한 냉각 드럼으로부터 박리되어, 얻어진 미연신 필름을 복수의 롤러 그룹 및/또는 적외선 히터 등의 가열 장치를 통하여 셀룰로오스에스테르의 유리 전이 온도(Tg)로부터 Tg+100℃의 범위 내로 가열하고, 1단 또는 다단 종연신시키는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기와 같이 하여 얻어진 종방향으로 연신된 광학 필름을 Tg 내지 Tg-20℃의 온도 범위 내에서 횡연신시키고, 이어서 열고정시키는 것이 바람직하다.

횡연신시킬 경우, 2개 이상으로 분할된 연신 영역에서 온도차를 1 내지 50℃의 범위에서 순차 승온시키면서 횡연신시키면, 폭 방향의 물성 분포를 저감시킬 수 있어 바람직하다. 또한, 횡연신 후, 필름을 그 최종 횡연신 온도 이하에서 Tg-40℃ 이상의 범위로 0.01 내지 5분간 유지하면 폭 방향의 물성 분포를 더 저감시킬 수 있어 바람직하다.

열고정은, 그 최종 횡연신 온도보다 고온으로서, Tg-20℃ 이하의 온도 범위 내에서 통상 0.5 내지 300초간 열고정시킨다. 이 때, 2개 이상으로 분할된 영역에서 온도차를 1 내지 100℃의 범위에서 순차 승온시키면서 열고정시키는 것이 바람 직하다.

열고정된 필름은 통상 Tg 이하까지 냉각되고, 필름 양단의 클립 파지 부분을 커트하여 권취된다.

이 때, 최종 열고정 온도 이하, Tg 이상의 온도 범위 내에서 횡방향 및/또는 종방향으로 0.1 내지 10% 이완 처리하는 것이 바람직하다.

또한, 냉각은, 최종 열고정 온도로부터 Tg까지를 매초 100℃ 이하의 냉각 속도로 서냉(徐冷)시키는 것이 바람직하다.

냉각, 이완 처리하는 수단은 특별히 한정은 없으며, 종래 공지의 수단에 의해 행할 수 있지만, 특히 복수의 온도 영역에서 순차 냉각시키면서 이들 처리를 행하는 것이 필름의 치수 안정성 향상의 점에서 바람직하다.

또한, 냉각 속도는, 최종 열고정 온도를 T1, 필름이 최종 열고정 온도로부터 Tg에 도달할 때까지의 시간을 t로 했을 때, (T1-Tg)/t에 의해 구한 값이다.

이들 열고정 조건, 냉각, 이완 처리 조건의 보다 최적의 조건은 필름을 구성하는 셀룰로오스에스테르에 따라 상이하기 때문에, 얻어진 2축 연신 필름의 물성을 측정하여, 바람직한 특성을 갖도록 적절히 조정함으로써 결정하면 된다.

본 발명에 따른 광학용 광학 필름 제조 시에, 연신 전 및/또는 후에 대전 방지층, 하드코팅층, 반사 방지층, 이활성(易滑性)층, 이(易)접착층, 방현층, 배리어층, 광학 보상층 등의 기능성층을 도포 설치할 수도 있다. 특히, 대전 방지층, 하드코팅층, 반사 방지층, 이접착층, 방현층 및 광학 보상층으로부터 선택되는 적어도 1층을 설치하는 것이 바람직하다.

이 때, 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 약액 처리 등의 각종 표면 처리를 필요에 따라 실시할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 광학용 광학 필름에 있어서, 셀룰로오스에스테르의 종류, 또는 첨가제의 종류는 함유량이 상이한 층을 공압출시켜 적층 구조를 갖는 광학 필름으로 할 수도 있다.

예를 들어, 스킨층/ 코어층/스킨층과 같은 구성의 광학 필름을 만들 수 있다.

예를 들어, 매트제 등의 미립자는 스킨층에 많이, 또는 스킨층에만 넣을 수 있다. 또한, 스킨층에는 비누화가 용이한 디아세틸셀룰로오스에 의한 용융 압출층을 형성할 수도 있다.

디아세틸셀룰로오스의 용융 압출은 공지의 방법에 따라 달성할 수 있다.

또한, 스킨층에 저휘발성의 가소제 및/또는 자외선 흡수제를 포함시키고, 코어층에 가소성이 우수한 가소제, 또는 자외선 흡수성이 우수한 자외선 흡수제를 첨가할 수도 있다.

스킨층과 코어층의 유리 전이 온도가 상이할 수도 있으며, 스킨층의 유리 전이 온도보다 코어층의 유리 전이 온도를 낮게 할 수도 있다.

또한, 용융 유연 시의 셀룰로오스에스테르를 포함하는 용융물의 점도도 스킨층과 코어층에서 상이할 수도 있으며, 스킨층의 점도>코어층의 점도일 수도 있고, 코어층의 점도≥스킨층의 점도일 수도 있지만, 얇은 쪽 층(통상 스킨층)의 점도가 높은 것이 보다 균일한 막 두께의 적층체를 얻을 수 있다.

(편광판, 액정 표시 장치)

액정 표시 장치에 본 발명에 따른 광학용 광학 필름을 편광판 보호 필름으로 하여 편광판을 형성하여 사용할 경우, 적어도 한쪽 면의 편광판이 본 발명의 편광판인 것이 바람직하고, 양면이 본 발명의 편광판인 것이 보다 바람직하다.

또한, 종래의 편광판 보호 필름으로서는, 코니카미놀타 타크 KC8UX, KC4UX, KC5UX, KC8UY, KC4UY, KC8UCR-3, KC8UCR-4, KC12UR, KC8UXW-H, KC8UYW-HA, KC8UX-RHA(코니카미놀타옵토(주) 제조) 등의 광학 필름이 사용된다.

본 발명의 편광판의 제작 방법은 특별히 한정되지 않아, 일반적인 방법에 의해 제작할 수 있다. 얻어진 편광판 보호 필름을 알칼리 처리하고, 폴리비닐알코올 필름을 요오드 용액 중에 침지 연신시켜 제작한 편광자의 양면에 완전 비누화 폴리비닐알코올 수용액을 사용하여 편광판 보호 필름을 접합시킬 수 있다. 이 방법은 적어도 한쪽 면에 본 발명의 편광판 보호 필름을 편광자에 직접 접합시킬 수 있는 점에서 바람직하다.

또한, 상기 알칼리 처리 대신에 일본 공개특허 (평)6-94915호 공보, 일본 공개특허 (평)6-118232호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 이접착 가공을 실시하여 편광판 가공을 행할 수도 있다.

편광판은 편광자 및 그 양면을 보호하는 보호 필름으로 구성되어 있으며, 해당 편광판의 한쪽 면에 프로텍트 필름을, 반대면에 세퍼레이트 필름을 접합시켜 구성할 수 있다. 프로텍트 필름 및 세퍼레이트 필름은 편광판 출하 시, 수송 시 등에 있어서 편광판을 보호할 목적으로 사용된다.

이 경우, 프로텍트 필름은 편광판의 표면을 보호할 목적으로 접합되며, 편광판을 액정 셀에 접합시키는 면의 반대면 측에 사용된다. 또한, 세퍼레이트 필름은 점착층을 커버할 목적으로 사용된다.

액정 표시 장치에는 통상 2매의 편광판 사이에 액정을 포함하는 기판이 배치되어 있지만, 본 발명에 따른 광학용 광학 필름을 적용한 편광자 보호 필름은 치수 안정성이 높기 때문에, 어느 부위에 배치하여도 우수한 표시성이 얻어진다.

액정 표시 장치의 표시측 최표면의 편광자 보호 필름에는, 클리어 하드코팅층, 방현층, 반사 방지층 등이 설치된 편광자 보호 필름을 이 부분에 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 광학 보상층을 설치한 편광자 보호 필름이나, 연신 조작 등에 의해 그 자체에 적절한 광학 보상 능력을 부여한 편광자 보호 필름의 경우에는, 액정 셀과 접하는 부위에 배치함으로써, 우수한 표시성이 얻어진다.

특히 멀티 도메인형의 액정 표시 장치, 보다 바람직하게는 복굴절 모드에 의해 멀티 도메인형의 액정 표시 장치에 사용하는 것이 본 발명의 효과를 보다 발휘할 수 있다.

멀티 도메인화는 일 화소를 구성하는 액정 셀을 다시 복수로 분할하는 방식이며, 시야각 의존성의 개선, 화상 표시의 대칭성 향상에도 적합하여 다양한 방식이 보고되어 있다「오쿠다, 야마우치: 액정, 6(3), 303(2002)」. 해당 액정 표시 셀은 「야마다, 야마모토: 액정, 7(2), 184(2003)」에도 개시되어 있어 이들에 한정되지는 않는다.

표시 셀의 표시 품질은 사람의 관찰에 있어서 좌우 대칭인 것이 바람직하다. 따라서, 표시 셀이 액정 표시 셀일 경우, 실질적으로 관찰 측의 대칭성을 우선하여 도메인을 멀티화할 수 있다.

도메인의 분할은 공지의 방법을 채용할 수 있으며, 2분할법, 보다 바람직하게는 4분할법에 의해 공지의 액정 모드의 성질을 고려하여 결정할 수 있다.

본 발명의 편광판은 수직 배향 모드로 대표되는 MVA(Multi-domein Vertical Alignment) 모드, 특히 4분할된 MVA 모드, 전극 배치에 의해 멀티 도메인화된 공지의 PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, 전극 배치와 카이럴 능력을 융합한 CPA(Continuous Pinwheel Alignment) 모드에 효과적으로 사용할 수 있다.

또한, OCB(Optical Compensated Bend) 모드로의 적합에 있어서도 광학적으로 2축성을 갖는 필름의 제안이 개시되어 있으며(T.Miyashita, T.Uchida: J.SID, 3(1), 29(1995)), 본 발명의 편광판에 의해 표시 품질에 있어서 본 발명의 효과를 발현할 수도 있다.

본 발명의 편광판을 이용함으로써 본 발명의 효과를 발현할 수 있으면, 액정 모드, 편광판의 배치는 한정되지 않는다.

해당 액정 표시 장치는 컬러화 및 동화상 표시용의 장치로서도 고성능이기 때문에, 본 발명에 따른 광학용 광학 필름을 사용한 액정 표시 장치, 특히 대형 액정 표시 장치의 표시 품질은 눈이 피로해지기 어려워 충실한 동화상 표시가 가능해진다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 실시형태에 의해 한정되지는 않는다. 또한, 이하에 기재된 「부」는 「질량부」를 나타낸다.

[실시예 1]

(예시 화합물 1의 합성)

반응 용기에 35.0g의 2-(2'-히드록시-5'-t-아밀페닐)-5-카르복실-2H-벤조트리아졸과 180㎖의 톨루엔을 넣고, 거기에 11.8㎖의 염화티오닐과 1.8㎖의 N,N-디메틸포름아미드를 가하여 약 60℃로 가열하고, 그대로 약 1시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 톨루엔과 과잉의 염화티오닐을 감압 유거하고, 화합물 CL-1을 조제한 후, 다시 180㎖의 톨루엔을 가하여 50℃로 가온했다.

다른 반응 용기에 13.7g의 화합물 OH-1과 70㎖의 톨루엔, 70㎖의 아세트산에틸 및 17.4㎖의 피리딘을 가했다. 이 반응 용액을 80℃로 가온한 후, 교반시키면서, 앞서 조제하여 둔 화합물 CL-1의 톨루엔 액을 재빠르게 적하시켰다.

적하 종료 후, 승온시켜, 가열 환류 하에서 3시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 반응 용액을 희염산수, 중조수, 순수에 의해 이 순서로 세정하고, 로터리 증발기에서 농축시킨 후, 아세트산에틸을 사용하여 재결정을 행함으로써, 예시 화합물 1이 35.2g 얻어졌다.

얻어진 결정을 1H-NMR 및 MASS 스펙트럼에 의해 해석한 결과, 예시 화합물 1임이 확인되었다.

1H-NMR(400MHz, 중수소화 클로로포름, δ(ppm), TMS 기준): 0.70(t, 6H), 1.33(s, 12H), 1.68(q, 4H), 4.73(s, 8H), 7.12(d, 2H), 7.34(dd, 2H), 7.95(d, 2H), 8.10(dd, 2H), 8.14(s, 4H), 8.33(d, 2H), 8.73(s, 2H), 10.91(s, 2H)

융점은 174℃였다. 또한, 염화메틸렌 중에서 분광 흡수를 측정한 결과, λmax는 353㎚이고, 그 파장에서의 ε(몰 흡광 계수)은 33,800이었다.

또한, 예시 화합물 1의 분광 흡수 스펙트럼을 도 1에 나타낸다.

[실시예 2]

(예시 화합물 50의 합성)

반응 용기에 16.6g의 2-(2'-히드록시-5'-t-부틸페닐)-5-카르복실-2H-벤조트리아졸, 9.0g의 화합물 OH-2, 11.1의 파라톨루엔술폰산일수화물 및 120㎖의 톨루엔을 넣고, 그 후 가열 환류시켜 유출되는 물을 분리하면서 10시간 반응시켰다. 반응 종료 후 방냉(放冷)시키고, 120㎖의 아세트산에틸을 가한 후, 실온에서 3시간 교반시켰다. 석출되고 있는 고체를 여과시켜, 아세트산에틸에 의해 충분히 세정한 후, 건조시킴으로써, 예시 화합물 50이 20.5g 얻어졌다. 얻어진 결정을 1H-NMR 및 MASS 스펙트럼에 의해 해석한 결과, 예시 화합물 50임이 확인되었다.

1H-NMR(400MHz, 중수소화 클로로포름, δ(ppm), TMS 기준): 1.39(s, 18H), 4.38(t, 4H), 4.74(t, 4H), 7.02(d, 4H), 7.14(d, 2H), 7.42(dd, 2H), 7.88(d, 4H), 7.96(d, 2H), 8.09(dd, 2H), 8.41(d, 2H), 8.73(s, 2H), 10.92(s, 2H)

융점은 204℃였다.

또한, 염화메틸렌 중에서 분광 흡수를 측정한 결과, λmax는 353㎚이고, 그 파장에서의 ε(몰 흡광 계수)은 34,000이었다.

또한, 예시 화합물 50의 분광 흡수 스펙트럼을 도 2에 나타낸다.

예시한 다른 화합물도 실시예 1, 2와 동일하게 하여 합성할 수 있다.

[실시예 3]

[편광판 보호 필름용의 광학 필름 1의 제작]

후술하는 셀룰로오스에스테르 C-1을 공기중, 상압 하에서 130℃, 2시간 건조시키고, 실온까지 방랭시켰다. 이 셀룰로오스에스테르에 하기 첨가제를 첨가하고, 이 혼합물을 250℃의 용융 온도로 가열 용융시킨 후, T형 다이로부터 용융 압출 성형하고, 다시 160℃에 있어서 1.2×1.2의 연신비로 연신시켜, 막 두께 40㎛의 광학 필름 1을 얻었다.

또한, 하기 부수(部數)는 셀룰로오스에스테르 100부에 대한 질량부를 나타낸다.

자외선 흡수제 비교 화합물 A: 2.3부

IRGANOX 1010: 0.5부

GSY-P101: 0.25부

예시 화합물 5-1(락톤계 화합물): 0.3부

가소제-A: 8.0부

[광학 필름 2 내지 23의 제작]

광학 필름 1의 제작에 있어서, 셀룰로오스에스테르의 종류, 자외선 흡수제를 표 1과 같이 변경한 것 이외는 동일하게 하여, 광학 필름 2 내지 23(모두 막 두께 40㎛)을 제작했다.

또한, 사용한 자외선 흡수제의 첨가량은 모두 비교 화합물 A의 반 정도의 질량부, 즉, 1.15 질량부로 했다.

또한, 광학 필름 16의 가소제-A(8.0 질량부)를 가소제-B(4.0 질량부)와 가소제-C(8.0 질량부)의 조합으로 치환한 것 이외는 광학 필름 16과 동일하게 하여 광학 필름 20을 제작했다. 또한, 광학 필름 16의 가소제-A(8.0 질량부)를 가소제-B(8.0 질량부)와 가소제-D(4.0 질량부)의 조합으로 치환한 것 이외는 광학 필름 16과 동일하게 하여 광학 필름 21을 제작했다.

또한, 광학 필름 4로부터 예시 화합물 5-1만을 삭제한 것 이외는 광학 필름 4와 동일하게 하여 광학 필름 22를 제작했다. 또한, 광학 필름 16으로부터 예시 화합물 5-1만을 삭제한 것 이외는 광학 필름 16과 동일하게 하여 광학 필름 23을 제작했다.

C-1: 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(아세틸기 치환도 1.4, 프로피오닐기 치환도 1.3, 분자량 Mn=86,000, Mw/Mn=2.5)

C-2: 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(아세틸기 치환도 1.3, 프로피오닐기 치환도 1.2, 분자량 Mn=66,000, Mw/Mn=3.0)

C-3: 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(아세틸기 치환도 1.7, 프로피오닐기 치환도 1.0, 분자량 Mn=73,000, Mw/Mn=2.9)

C-4: 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(아세틸기 치환도 2.0, 프로피오닐 기 치환도 0.7, 분자량 Mn=91,000, Mw/Mn=2.4)

[광학 필름의 평가]

이상과 같이 제작한 광학 필름에 대해서 이하와 같은 평가를 행하였다.

(UV 흡수 성능)

Spectrophotometer U-3200(히타치제작소 제조)을 사용하여 광학 필름의 분광 흡수 스펙트럼을 측정하고, 400㎚와 380㎚에서의 투과율을 구하여 다음과 같이 랭크 구분을 행하였다. 각 랭크에 있어서, 400㎚의 투과율은 높을수록 우수하고, 380㎚의 투과율은 낮을수록 우수하다.

<400㎚ 투과율>

A: 투과율 80% 이상

B: 투과율 70% 이상 80% 미만

C: 투과율 60% 이상 70% 미만

D: 투과율 60% 미만

<380㎚ 투과율>

A: 투과율 5% 미만

B: 투과율 5% 이상 8% 미만

C: 투과율 8% 이상 10% 미만

D: 투과율 10 % 이상

(블리드 아웃)

광학 필름을 80℃, 90%RH의 고온 고습 분위기 하에서 1000시간 방치한 후, 광학 필름 표면의 블리드 아웃(결정 석출) 유무를 육안으로 관찰하고, 하기 기준에 따라 평가를 행하였다.

◎: 표면에 블리드 아웃의 발생이 전혀 확인되지 않음.

○: 표면에서 부분적인 블리드 아웃이 약간 확인됨.

△: 표면에서 전면에 걸쳐 블리드 아웃이 약간 확인됨.

×: 표면에서 전면에 걸쳐 명확한 블리드 아웃이 확인됨.

(리타데이션의 변동 계수(CV))

성형된 필름으로부터 표층을 박리하여, 얻어진 광학 필름의 폭 방향으로 1㎝ 간격으로 리타데이션을 측정하고, 하기 식으로부터 얻어진 리타데이션의 변동 계수(CV)로 나타낸 것이다. 측정에는 자동복굴절계 KOBURA·21ADH(왕자계측기(주) 제조)를 사용하여 23℃, 55%RH의 환경 하에서, 파장이 590㎚에 있어서, 시료의 폭 방향으로 1㎝ 간격으로 3차원 복굴절률 측정을 행하고, 측정값을 다음 식에 대입하여 구했다. 또한, 변동 계수(CV)는 작은 것이 더 바람직하다.

면내 리타데이션 Ro=(nx-ny)×d

두께 방향 리타데이션 Rt=((nx+ny)/2-nz)×d

식 중에서, d는 필름의 두께(㎚), 굴절률 nx(필름의 면내의 최대 굴절률, 지상축 방향의 굴절률이라고도 함), ny(필름 면내에서 지상축과 직각인 방향의 굴절률), nz(두께 방향에서의 필름의 굴절률)이다. 얻어진 면내 및 두께 방향의 리타데이션을 각각 (n-1)법에 따른 표준편차를 구했다.

리타데이션 분포는 이하로 표시되는 변동 계수(CV)를 구하여 지표로 했다. 실제의 측정에서는, n으로서는 130 내지 140으로 설정했다.

변동 계수(CV)=표준편차/리타데이션 평균값

◎: 편차(CV)가 1.5% 미만

○: 편차(CV)가 1.5% 이상 5% 미만

△: 편차(CV)가 5% 이상 10% 미만

×: 편차(CV)가 10% 이상

(헤이즈)

헤이즈계(1001DP형, 니혼덴쇼쿠공업(주) 제조)를 사용하여 측정한 결과로부터 시료의 두께가 80㎛인 경우의 헤이즈 값으로 환산하고, 하기 기준에 따라 평가를 행하였다.

◎: 헤이즈가 0.5% 미만

○: 헤이즈가 0.5 내지 1.0% 미만

△: 헤이즈가 1.0 내지 1.5% 미만

×: 헤이즈가 1.5% 이상

[편광판의 제작]

이하에 기재된 방법에 따라, 제작한 광학 필름 1 내지 23의 알칼리 비누화 처리를 행한 후, 각각 편광판 1 내지 23을 제작했다.

<알칼리 비누화 처리>

비누화 공정: 2몰/L, NaOH, 50℃, 90초

수세 공정: 물, 30℃, 45초

중화 공정: 10 질량% HCl, 30℃, 45초

수세 공정: 물, 30℃, 45초

상기 조건에 의해 각 시료를 비누화, 수세, 중화, 수세의 순서로 처리하고, 이어서 80℃에서 건조를 행하였다.

(편광판의 제작)

두께 120㎛의 폴리비닐알코올 필름을 요오드 1 질량부, 붕산 4 질량부를 포함하는 수용액 100 질량부에 침지시키고, 50℃에서 6배로 연신시켜 편광막을 제작 했다. 이 편광막의 양면에 상기 알칼리 비누화 처리를 행한 시료를 완전 비누화형 폴리비닐알코올 5 질량% 수용액을 점착제로 하여 각각 접합시켜 편광판을 제작했다.

[편광판의 평가]

다음으로, 이하와 같이 하여 편광판의 내광성 및 내구성을 평가했다.

(내광성)

강제 열화 미처리 시료의 평행 투과율(H0)과 직행 투과율(H90)을 측정하고, 하기 식에 따라 편광도를 산출했다. 그 후, 각각의 편광판을 선샤인 웨저미터 500시간, UV 커트 필터 없음의 조건에서 강제 열화 처리를 실시한 후, 다시 강제 열화 처리 후의 평행 투과율(H0')과 직행 투과율(H90')을 측정하고, 하기 식에 따라 편광도 P0, P500을 산출하여 편광도 변화량을 하기 식에 의해 구했다.

<편광도 P0, P500의 산출>

편광도 P0=[(H0-H90)/(H0+H90)]1/2×100

편광도 P500=[(H0'-H90')/(H0'+H90')]1/2×100

편광도 변화량=P0-P500

P0: 강제 열화 처리 전의 편광도

P500: 강제 열화 처리 500시간 후의 편광도

이상과 같이 하여 구한 편광도 변화량을 이하의 기준에 따라 판정하고, 내광성의 평가를 행하였다.

◎: 편광도 변화량이 10% 미만

○: 편광도 변화량이 10% 이상 25% 미만

×: 편광도 변화량이 25% 이상

(내구성)

상기 요령에 의해 얻어진 500㎜×500㎜의 편광판 시료 2매를 열처리(조건: 90℃에서 100시간 방치함)하고, 직교 상태로 했을 때의 세로 또는 가로의 중심선 부분 중 큰 쪽의 엣지의 백색 빠짐 부분의 길이를 측정하여, 변의 길이(500㎜)에 대한 비율을 산출하고, 그 비율에 따라 하기와 같이 판정했다. 엣지의 백색 빠짐은 직교 상태에서 광을 통과시키지 않는 편광판의 엣지 부분이 광을 통과시키는 상태로 됨으로써, 육안으로 판정할 수 있다. 편광판의 상태에서는 엣지 부분의 표시가 보이지 않게 되는 고장으로 된다.

◎: 엣지의 백색 빠짐이 5% 미만(편광판으로서 문제 없는 레벨)

○: 엣지의 백색 빠짐이 5% 이상 10% 미만(편광판으로서 문제 없는 레벨)

△: 엣지의 백색 빠짐이 10% 이상 20% 미만(편광판으로서 그럭저럭 사용할 수 있는 레벨)

×: 엣지의 백색 빠짐이 20% 이상(편광판으로서 문제가 있는 레벨)

이상에 의해 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1로부터 명확히 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 자외선 흡수제를 함유한 광학 필름은, 비교예에 대하여 UV 흡수 성능, 블리드 아웃, 리타데이션의 변동 특성, 헤이즈 특성에서 우수하고, 또한 본 발명에 따른 광학용 광학 필름을 사용하여 제작한 편광판은, 비교예에 대하여 내광성 및 내구성이 모두 우수함을 알 수 있다.

또한, 본 실시예는 종래의 용액 유연에 의한 방법과 비교하여 환경 부하가 각별히 작은 용융 유연법에 의해 광학 필름을 제조하고 있지만, 250℃라는 상당히 고온의 제조 공정을 거침에도 불구하고, 우수한 성능을 갖는 광학 필름 및 그것을 사용한 편광판이 얻어짐을 알 수 있다.

또한, 광학 필름 4에서 예시 화합물 5-1 대신에 각각 동일 질량부의 예시 화합물 5-2, 예시 화합물 5-6, 예시 화합물 5-7 및 예시 화합물 5-18을 사용하여 광학 필름을 제작하여 동일한 상기 평가를 행한 결과, 광학 필름 4와 동일하게 바람직한 결과였다.

[실시예 4]

[액정 표시 장치의 제작과 평가]

32형 TFT형 컬러 액정 디스플레이 베가(소니사 제조)의 편광판을 박리하여, 실시예 3에서 제작한 편광판을 액정 셀의 사이즈에 맞추어 재단했다. 액정 셀을 사이에 끼우도록 하여 편광판 2매를 편광판의 편광축이 원래와 바뀌지 않게 서로 직교하도록 접합시켜, 32형 TFT형 컬러 액정 표시 장치를 제작했다.

본 발명의 편광판 4 내지 9, 13 내지 23을 사용한 액정 표시 장치는 콘트라스트도 높아 우수한 표시성을 나타냈다.

이것에 의해, 액정 디스플레이 등의 화상 표시 장치용 편광판으로서 우수함이 확인되었다.

Claims (10)

1. 하기 화학식 2로 표시되는 자외선 흡수제를 함유하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.

   [화학식 2]

   

   [식 중에서, R₁ 및 R₂는 치환기를 나타내고, J₁ 및 J₂는 -CO-, -COO-, -OCO-, -CONR₃-, -NR₄CO-, -SO₂-, -SO₂NR₅- 또는 -NR₆SO₂-를 나타내며, R₃ 내지 R₆은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L₁ 및 L₂는 -O-, -S-, -CO-, -SO₂-, -NR₇-, 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 기로 형성되는 2가의 연결기를 나타내고, R₇은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며, X는 탄소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 또한, R₁ 내지 R₇이 치환기를 나타낼 때, 해당 치환기는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아실아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기, 알케닐기, 할로겐 원자, 알키닐기, 복소환기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 알킬술피닐기, 아릴술피닐기, 포스포노기, 아실기, 카르바모일기, 설파모일기, 술폰아미드기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 복소환 옥시기, 실록시기, 아실옥시기, 술폰산기, 술폰산의 염, 아미노카르보닐옥시기, 아미노기, 아닐리노기, 이미드기, 우레이드기, 알콕시카르보닐아미노기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 복소환 티오기, 티오우레이드기, 카르복실기, 카르복실산의 염, 히드록실기, 메르캅토기 또는 니트로기를 나타낸다. p는 0 내지 4의 정수를 나타내고, q는 0 내지 3의 정수를 나타내며, r은 1 또는 2의 정수를 나타낸다.]
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 필름이 상기 화학식 2로 표시되는 자외선 흡수제를 함유하는 셀룰로오스에스테르를 포함하여 이루어진 광학 필름인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 자외선 흡수제의 분자량이 700 내지 1200인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 자외선 흡수제가 하기 화학식 3으로 표시되는 자외선 흡수제인 것을 특징으로 하는 광학 필름.

   [화학식 3]

   

   [식 중에서, R₁ 및 R₂는 치환기를 나타낸다. L₁ 및 L₂는 -O-, -S-, -CO-, -SO₂-, -NR₇-, 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 기로 형성되는 2가의 연결기를 나타내고, R₇은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며, X는 탄소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 또한, R₁, R₂, R₇이 치환기를 나타낼 때, 해당 치환기는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아실아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기, 알케닐기, 할로겐 원자, 알키닐기, 복소환기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 알킬술피닐기, 아릴술피닐기, 포스포노기, 아실기, 카르바모일기, 설파모일기, 술폰아미드기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 복소환 옥시기, 실록시기, 아실옥시기, 술폰산기, 술폰산의 염, 아미노카르보닐옥시기, 아미노기, 아닐리노기, 이미드기, 우레이드기, 알콕시카르보닐아미노기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 복소환 티오기, 티오우레이드기, 카르복실기, 카르복실산의 염, 히드록실기, 메르캅토기 또는 니트로기를 나타낸다. p는 0 내지 4의 정수를 나타내고, q는 0 내지 3의 정수를 나타내며, r은 1 또는 2의 정수를 나타낸다.]
5. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 필름이 하기 화학식 4로 표시되는 락톤계 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.

   [화학식 4]

   

   [식 중에서, R₁₂ 내지 R₁₅는 각각 서로 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R₁₆은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며, n은 1 또는 2를 나타낸다. n이 1일 때, R₁₁은 치환기를 나타내고, n이 2일 때, R₁₁은 2가의 연결기를 나타낸다. 또한, R₁₁ 내지 R₁₆이 치환기를 나타낼 때, 해당 치환기는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아실아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기, 알케닐기, 할로겐 원자, 알키닐기, 복소환기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 알킬술피닐기, 아릴술피닐기, 포스포노기, 아실기, 카르바모일기, 설파모일기, 술폰아미드기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 복소환 옥시기, 실록시기, 아실옥시기, 술폰산기, 술폰산의 염, 아미노카르보닐옥시기, 아미노기, 아닐리노기, 이미드기, 우레이드기, 알콕시카르보닐아미노기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 복소환 티오기, 티오우레이드기, 카르복실기, 카르복실산의 염, 히드록실기, 메르캅토기 또는 니트로기를 나타낸다.]
6. 제 1 항에 기재된 광학 필름이 용융 유연법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
7. 제 1 항에 기재된 광학 필름 또는 제 6 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법에 의해 얻어진 광학 필름을 편광자의 적어도 한쪽 면에 갖는 것을 특징으로 하는 편광판.
8. 제 7 항에 기재된 편광판을 액정 셀의 적어도 한쪽 면에 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
9. 하기 화학식 3으로 표시되고, 분자량이 700 내지 1200의 범위인 것을 특징으로 하는 자외선 흡수제.

   [화학식 3]

   

   [식 중에서, R₁ 및 R₂는 치환기를 나타낸다. L₁ 및 L₂는 -O-, -S-, -CO-, -SO₂-, -NR₇-, 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 기로 형성되는 2가의 연결기를 나타내고, R₇은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며, X는 탄소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 또한, R₁, R₂, R₇이 치환기를 나타낼 때, 해당 치환기는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 아실아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기, 알케닐기, 할로겐 원자, 알키닐기, 복소환기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 알킬술피닐기, 아릴술피닐기, 포스포노기, 아실기, 카르바모일기, 설파모일기, 술폰아미드기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 복소환 옥시기, 실록시기, 아실옥시기, 술폰산기, 술폰산의 염, 아미노카르보닐옥시기, 아미노기, 아닐리노기, 이미드기, 우레이드기, 알콕시카르보닐아미노기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 복소환 티오기, 티오우레이드기, 카르복실기, 카르복실산의 염, 히드록실기, 메르캅토기 또는 니트로기를 나타낸다. p는 0 내지 4의 정수를 나타내고, q는 0 내지 3의 정수를 나타내며, r은 1 또는 2의 정수를 나타낸다.]
10. 삭제

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